運動會改變大腦的神經遞質,多運動益處多

2021-01-15 澎湃新聞
運動會改變大腦的神經遞質，多運動益處多

2020-05-08 11:45 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

原創 轉網 轉化醫學網

作者：Lauren

導言：運動技能學習是日常生活的基礎，由皮層、丘腦、基底神經節、腦幹、小腦和脊髓等神經網絡調節。神經元和神經膠質的可塑性對運動技能的學習都是至關重要的，而這種可塑性的破壞會導致運動能力的喪失。有氧體育鍛鍊能提高獲得新運動技能的能力，並可作為許多運動障礙的治療手段，但其作用的基礎尚不清楚。

醫生們不斷地向我們強調運動的諸多好處。能量、情緒、睡眠和運動技能都可以通過定期的健身計劃得到改善，例如跑步等活動。這在COVID-19大流行時期變成特別令人感興趣的問題。

但是在這些健康狀況改善的過程中，大腦會發生什麼呢?有這些益處的潛在的神經系統變化還不清楚。

現在，助理項目科學家李惠泉（Hui-quan Li）和加州大學聖地牙哥分校的著名教授尼克·斯皮策（Nick Spitzer）已經確定了持續鍛鍊後的關鍵神經系統的改變。李和斯皮策發現，通過比較運動和不運動的老鼠大腦，特定的神經元會在運動後改變它們的化學信號，即神經遞質，從而提高學習運動技能的能力。

神經生物學生物科學部阿特金森家族主席、卡夫利腦與心智研究所所長斯皮策表示，「這項研究為我們擅長需要運動技能的事情提供了新的視角，並提供了關於這些技能實際上是如何習得的信息。」

這項研究的結果在5月4日發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜誌上。

斯皮策的實驗室在成年哺乳動物的大腦中發現了神經遞質轉換，並領導了一項開創性的研究，研究神經元在持續刺激下改變其遞質特性的能力，這通常會導致行為的改變。斯皮策和他的同事們在進行了描述抑鬱症中神經遞質轉換的研究之後，開始將注意力轉向這種轉換如何與健康狀況相關。

李說，這些結果強調了運動的重要性，即使是在目前大流行隔離在家的情況下。

李表示，「這項研究表明，大腦增加更多的可塑性是有好處的，對於那些想要加強運動技能學習的人來說，做一些運動來促進這種對大腦有益的可塑性可能是有用的。如果你希望不呆在家裡的時候學習並享受衝浪或攀巖等富有挑戰性的運動，現在在跑步機上跑步或在家練習瑜伽都是不錯的選擇。」

持續跑步可以提高運動技能的學習

在這項新的研究中，李和斯皮策將完成了一周滾輪運動的老鼠和沒有滾輪運動的老鼠進行了比較。他們發現，運動組比不運動組獲得了一些要求很高的運動技能，如停留在旋轉杆上或比不運動組更快地越過平衡木。

當對跑步小鼠的大腦進行檢測時，發現大腦區域的一組神經元，即調節運動協調的尾橋腦核(cPPN)，將神經遞質從乙醯膽鹼轉換為GABA。

為了證實他們的發現，研究人員使用分子工具來阻止運動後新發現的遞質開關。他們發現，這些小鼠的運動技能學習的增強被阻止了。基於他們的發現，研究人員提出了一個新的模型，在該模型中，cPPN興奮性膽鹼能神經元向抑制性GABA神經元的轉化能夠提供反饋控制，調節運動協調和技能學習。

研究人員表示，這一發現可能會導致神經遞質轉換導致關鍵的運動技能改變的進一步發現。研究人員想測試一些想法，比如神經遞質是否可以被有意地轉換以提高運動技能，即使不鍛鍊。他們還計劃開展一項研究，看看運動是否也能讓神經系統疾病患者從運動技能學習中受益。

作者在論文中總結道「我們認為，神經遞質轉換為持續跑步的益處提供了基礎，為運動障礙的臨床治療提供了目標。」

斯皮策說:「隨著對這一機制的理解，就有了操縱和利用它以實現進一步的有益目的。對受傷或患病的人來說，這可能是扭轉局面的一種方式……來進一步刺激神經系統。」

參考：

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-05-boosts-motor-skill-brain-transmitters.html

【2】https://www.nature.com/articles/s41467-020-16053-7

閱讀原文

關鍵詞 >> 神經遞質

特別聲明

本文為澎湃號作者或機構在澎湃新聞上傳並發布，僅代表該作者或機構觀點，不代表澎湃新聞的觀點或立場，澎湃新聞僅提供信息發布平臺。申請澎湃號請用電腦訪問http://renzheng.thepaper.cn。

相關推薦

評論（）

相關焦點

  • Neuron:神經遞質同時釋放導致兒童發育紊亂
    2020年11月6日 訊 /生物谷BIOON/ --在最近一項研究中，範德比爾特（Vanderbilt）藥理學家首次表明大腦中神經遞質的異常自發釋放會導致嬰兒和兒童出現一系列嚴重的智力和神經發育障礙。相關結果發表在最近的《Neuron》雜誌上。
  • 用於大腦神經遞質取樣的微型神經探針
    來自特溫特大學（University of Twente）的研究人員設計了一款微針，其中的微通道可用於從大腦局部區域提取少量液體樣本用於大腦神經遞質取樣的微型神經探針大腦是一個高度複雜的系統，很多科學家在研究。神經科學家們一直在努力解答此類問題，「為什麼一個人得了偏頭痛而另一個卻沒有？」來自BIOS晶片實驗室小組的Mathieu Odijk博士解答道，「要想回答這類問題，能夠詳細研究大腦的運作方式非常重要。大腦工作中起到關鍵作用的是攜帶信息的化學物質——神經遞質。
  • 《運動改造大腦》:想要孩子當學霸,體育不能差!
    唐楚玥小時候和爺爺奶奶在一起的時間比較多，爺爺是一個多才多藝的琴棋書畫樣樣精通的體育老師，爺爺除了帶著小楚玥吹拉彈唱，也常常帶著小楚玥進行打球、遊泳等體育活動。唐楚玥曾在學校運動會200米跑項目上拿到年級第二名的成績。2018年河南省理科狀元朱笑寒，高考考了707分，現就讀於清華大學。
  • 運動改造大腦:變聰明就是這麼簡單
    科學家已經證實，有關夢想，計劃和創造的能力恰好源自於大腦中負責支配運動的那部分區域。現代生活帶來的諸多生理和心理上的問題，例如肥胖，心血管疾病，焦慮，壓力以及抑鬱等，都和缺乏運動有著千絲萬縷的聯繫。生命在於運動-運動對大腦的生理影響想要了解運動會對大腦產生怎樣的生理影響，我們需要先釐清有關腦科學的一些基本概念。
  • 神經遞質漫談 (中)
    低於預測的獎勵, 多巴胺通路被抑制, 實際上是側腹背蓋區(VTA)釋放伽馬 氨基丁酸(GABA, 一種抑制性的神經遞質). 所謂獎勵的習慣化, 就是預測與現實越來越接近, GABA這種 抑制性的神經遞質去抑制多巴胺通路激活的過程. P.
  • 神經遞質和大腦網絡的相互作用
    實驗表明，和安慰劑組對比的情況下，注入左旋多巴（L-DOPA，DA的前體）的健康被試，他們的基底神經節和左前以及左中後的運動皮層的功能連接提高了，而在注射了氟哌丁苯（haloperidol, 一種安定藥物）之後，這個區域的FC降低了【3】。
  • 神經遞質漫談(上)
    神經細胞 大腦由神經膠質細胞(glial cells)和神經細胞/神經元(nerve cell, neurons)組成. 成年人的大腦大概由八百億個神經細胞, 每個神經細胞平均與七千個其他神經細胞相連. 互相連接的神經 元構成巨大而複雜的神經網絡. 我們的情感, 意識, 記憶等所有精神活動都發生在這個網絡中.
  • 神經遞質漫談 (上)
    當然我們其實不用關心神經遞質在化學結構上的分類, 因為目前我們理解神經遞質的功能不通過其化學結 構, 而是取決於這些神經遞質為神經系統的哪些部分傳遞信息, 比如某種神經遞質如果釋放於中縫核, 並 作用於中縫核到杏仁核的神經通路, 那麼該神經遞質應該參與調節睡眠和恐懼, 因為中縫核參與睡眠調節, 杏仁核參與表達恐懼情緒.
  • 一種新神經遞質可降低神經元活動
    他們的研究有可能促進更深入地了解從藥物成癮到抑鬱症等許多腦疾病，這些疾病共享了某些參與調解大腦活動的信號分子。 由哈佛大學醫學院神經生物學教授Bernardo Sabatini領導的研究小組利用小鼠模型研究了紋狀體（與運動和學習有關的大腦區域）中的多巴胺神經元。在人體，這些神經元釋放一種稱作多巴胺的神經遞質，使得我們能夠行走、說話、甚至在鍵盤上打字。
  • 神經遞質的種類並非先天決定的
    與主流觀點相反，生物學家發現神經遞質（神經細胞之間進行交流的化學語言）和受體（接受並與神經遞質發生反應的蛋白）並不特定於嚴格的遺傳命運。發育過程中神經活動的改變，決定了神經細胞用於交流的「母語」。
  • 運動「洗腦」:一份保持大腦「運動量」的武林秘籍丨臨床必備
    那麼，運動是如何對大腦實現這些益處的呢？（2）運動可降低應激相關激素水平，並升高5-HT和去甲腎上腺素（NE）等加速信息處理速度的神經遞質水平（表1）。> 在此基礎上，目前關於運動和大腦的研究越來越深入，但核心依舊離不開這些神經遞質及神經營養因子，下文將從幾個有趣的例子出發，介紹這些複雜的「神經機制」。
  • 記憶的建立需神經遞質 考前不斷補充胺基酸?
    1 記憶的建立需要神經遞質我們複習迎考或學習知識時，要反覆地進行學習和練習，目的是想將知識變成「長時記憶」。而要建立「長時記憶」，需要「聯絡員」的幫助，而大腦中的「聯絡員」就是神經遞質。大腦中每個神經元（神經細胞）都是獨立的。一個個神經元通過向外伸出的小手——神經突觸相互聯結，形成了網絡化的神經系統。
  • 神經遞質(neurotransmitter)
    以後在許多其他器官中（例如胃腸、膀胱、頜下腺等），刺激其副交感神經也可在灌注液中找到乙醯膽鹼。由此認為，副交感神經節後纖維都是釋放乙醯膽鹼作為遞質的。釋放乙醯膽鹼作為遞質的神經纖維，稱為膽鹼能纖維。人進行了上頸交感神經節的灌流，見到刺激節前纖維可以灌流液中獲得乙醯膽鹼，所以節前纖維的遞質也是乙醯膽鹼。現已明確軀體運動纖維也是膽鹼能纖維。
  • 神經遞質掌控睡眠? 安定兒治療儀"撥亂反正"找回睡眠
    失眠是非常痛苦的事情，引發失眠的原因也是非常多的。常見的有心理因素引發的失眠，如生活發生重大事件，會造成失眠焦慮；環境因素引發的失眠，睡眠環境的突然改變、強光、噪音等都有可能影響睡眠；此外還有藥物因素、身體疾病因素、精神疾病因素引發的失眠。而大量研究和學說表明，失眠和神經遞質存在密切聯繫。
  • 醫學揭秘:影響人類失眠的神經遞質
    此外，睡眠障礙的產生主要與腦部神經遞質紊亂有密切的關係。據研究，人的大腦中有一百多種腦神經質，但是真正與失眠有直接關係的還屬5-羥色胺（5-HT）、乙醯膽鹼（Ach）、去甲腎上腺素（NE）這三種。圖：影響人類睡眠的三大腦神經遞質<焦點關注> 專家闡述失眠與神經遞質間的關係2010年，美國哈佛大學醫學研究中心神經生理學教授迪爾尼（Deney）研究發現
  • 我國開發新型探針 神經遞質被完美「監視」
    神經遞質看不見、摸不著，傳統檢測方法存在不足李毓龍是乙醯膽鹼論文的共同通訊作者、多巴胺論文的通訊作者，同時在北大生命科學學院、北大清華生命科學聯合中心和PKU—IDG/麥戈文腦科學研究所擔任研究員。他介紹說，人的大腦由數十億個神經元（也稱神經細胞）組成，神經元通過數萬億的突觸組成複雜的神經網絡。
  • Sci Adv: 利用神經遞質向大腦運送藥物
    2020年7月27日訊/生物谷BIOON/---塔夫茨大學工程學院的生物醫學工程師最近開發出微小的基於脂質的納米顆粒，該納米顆粒結合了神經遞質，可幫助將藥物，大分子甚至基因編輯蛋白通過血腦屏障傳遞到小鼠的大腦中。
  • 認識人的神經遞質
    神經遞質定義為在神經元或神經細胞與體內其他細胞之間傳遞，增強和平衡信號的化學信使 。這些化學信使可以影響多種生理和心理功能，包括心率，睡眠，食慾，情緒和恐懼。數以十億計的神經遞質分子不斷工作，以保持大腦的功能，管理從呼吸到心跳到學習和注意力水平的一切。
  • 被發現了,運動可以改變大腦,提高學習效率
    很多人單純地將運動歸為強身健體的一類，多運動可以保持年輕的心態，對血液流動和心臟都有很大的好處，但是運動可以強大我們的大腦，對於孩子來說，可以提高孩子的學習效率，這是很多家長都不知道的秘密。就拿我們大人來說，每次跑完步後，大腦是不是感覺到神清氣爽呢？沒錯，運動真的可以強大大腦。
  • 影響抑鬱症的3大腦神經遞質總結
    其實隨著腦科學的逐步發展，我們發現人的情緒也和大腦中的某些物質有關。 今天老K就和大家好好聊一聊關於影響我們情緒的這些大腦物質。 腦科學發現大腦傳遞信號是需要通過神經元來完成，但大腦神經元並不是一個系統的網絡，而是獨立的組織，在神經元末端，有一種名叫「突觸」的組織，它就像神經元的手，可神經元之間的溝通並不需要握手表達，而是在突觸分泌一些化學物質，這就是今天我要說的「腦神經遞質」，是這些物質決定我們情緒的愉快或者悲傷。