跑步可激活大脑皮层信号通路促进神经重塑

近日，暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院张力副教授、苏国辉院士课题组联手在《科学进展》上发文，揭示了运动改善学习记忆能力的分子机制。原来运动会激活脑内的mTOR通路，进一步促进突触形成，从而改善学习能力~这也是目前首个证实mTOR在学习记忆中重要作用的体内研究。

不知道大家有没有运动之后耳清目明的感觉，有很多研究都证实，短期或长期的体育锻炼能够改善心理健康和认知功能，试验中也观察到志愿者相关大脑区域的激活。

至于这又是为什么，目前广泛认为，运动能够增加脑源性神经营养因子(BDNF)的表达，至于更进一步的机制，那就不好说了。考虑到BDNF可能与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)有关，而近年来也有一些研究张明外周组织中也存在运动激活mTOR的现象，研究者们自然把目光放到了mTOR上。

mTOR非常重要，管得这~么宽

图源 | wiki

于是研究者们给小鼠制定了一个运动计划，三周里每天让小鼠在跑步机上运动1小时，然后利用体内成像技术观察小鼠大脑的变化。

简单来说，神经元之间以树突和轴突形成的突触传递消息，此间结构会随着学习记忆的形成发生动态变化。

与前人的研究一致，小鼠参加运动计划之后，BDFN表达上调，而且mTOR核心蛋白的磷酸化水平升高，这说明持续的运动激活了mTOR通路。

同时，mTOR-S6途径也被激活，这可以促进突触蛋白的合成、增强突触传递。果然，电子显微镜下再看小鼠的大脑皮层，运动皮层中突触密度明显增加了。

白色箭头处为突触

当然，数量增加并不能说明质量增加，所以研究者还另外检测了突触传递强度。研究者选择了作为运动皮层主要兴奋性输出的L5PRN神经元。

运动之后L5PRN的突触后电流显著增强了。

可见运动让小鼠拥有了更强神经活动。

当研究者给小鼠注射雷帕霉素抑制mTOR通路，纵使天天锻炼，小鼠的大脑也不会形成更多新突触，足以说明mTOR通路的重要性。

抑制mTOR（蓝）则抵消了运动的益处

抑制mTOR(蓝)则抵消了运动的益处

进一步研究发现，运动激活mTOR还可以促进少突胶质细胞的成熟，增加轴突髓鞘形成，促进树突棘的生成，这都是可以改善运动相关学习能力的。研究者也在实验中观察到，持续锻炼的小鼠的确表现得更好。

研究者们表示，依据这项研究成果，可以继续探索精神疾病和认知缺陷等疾病的临床运动干预，闲着没事跑两步说不定真是个“变聪明”的好办法~

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