运动能促进大脑健康，这种好处还能传递给后代！运动益处多，动起来～

若你是研究人员，对运动促进大脑健康的话题感兴趣，你会怎么去验证？

你首先考虑观察那些运动的人，然后分析他们定量运动后一段时期内大脑发生哪些改变。

然而，往往直接以“人”作为实验对象进而脑部观察是不符合伦理规范的，也就是说不被允许的，所以只好找替代的实验对象进行研究。

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这不，研究人员以小鼠为对象，进行了这方面的研究：

日本札幌北海道大学前岛博史生理学实验室里的小鼠，每周5天，每天1小时，要在跑步机上跑步。 

发起这样的研究，是因为已知：有规律的体育活动可以提高小鼠区分新事物和它们以前见过的事物的能力。运动促进海马体大小的增加，新神经元的发育以及血管向大脑的渗透。（海马区被认为是大脑中负责学习和记忆的区域。）

图中深色部分为海马体

那么，海马体到底发生了什么事？

2018年10月，前岛的研究团队报告说，跑步锻炼的小鼠其大脑海马区一种蛋白的修饰——组蛋白乙酰化程度高于正常水平。

这导致一种对神经元的存活、分化、生长发育起重要作用，叫“脑源性神经营养因子（BDNF）”基因Bdnf表达变多。

一般来说，BDNF可通过支持新生神经细胞的生长和成熟来促进大脑健康，高水平的BDNF与小鼠和人类认知能力的提高有关。

也就是说，脑部某个“营养物质”浓度变大，脑子更灵光了。

这项研究进一步证实了锻炼对大脑的益处。

（单击图，可以放大看）

实际上运动益处多多，特别对生殖健康

早在20世纪90年代，就有研究开始显示孕妇的体育活动与她们孕育中的婴儿的大脑之间存在间接联系。

例如，1996年的一项研究显示，5岁时，母亲在怀孕期间经常进行运动的孩子在普通智力和口语技能测试中的表现优于那些母亲不怎么运动的孩子。  

支持这种联系的研究还在不断涌现。

例如，2016年的一项研究显示，母亲经常进行体育运动的男孩在数学和语言测试中比那些母亲经常久坐不动的男孩得分更高。  

长期以来，科学家们一直认为，运动对后代产生的影响其本质是表观遗传的（也就是说父辈的运动成效，也可以在后代上发挥作用），而最近的一项研究也开始支持这一假说。

2015年有一个研究小组报告称，3个月的体育锻炼改变了年轻男性精子的DNA甲基化（DNA的一种修饰方式）模式。  

为了更进一步研究运动对基因表达水平变化的影响，澳大利亚维多利亚的弗洛里神经科学和心理健康研究所的安东尼•汉纳（Anthony Hannan）和同事们对在滚轮上跑步或进行其他体育活动的小鼠的精子进行了研究。

该研究小组发现，运动能够刺激雄性小鼠生殖细胞中几种小RNA的表达水平发生变化。 

众所周知，包装在配子中的小RNA能够影响子代的新陈代谢，也有可能影响其学习和记忆能力。

精子中含有这些变化的父本小鼠所繁殖出的雄性小鼠其焦虑水平降低，这使得作者得出结论，亲本进行运动能够对后代的情绪健康产生跨代影响。

2018年早些时候, 德国哥廷根神经退行性疾病中心的实验神经病理学家安德烈•费舍尔（André Fischer）和他同事进行的研究，有力支持了这一结论：

该研究小组将成年雄性小鼠放在有跑步滚轮和其他玩具的笼子里，而它们的一组表亲则住在没有跑步滚轮和玩具的笼子里。生活在丰富环境中的小鼠的突触连接增加了。同时研究小组还发现，活跃小鼠的后代——不论雄性还是雌性——大脑连接也增加了。

与饲养在传统鼠笼中的小鼠后代相比，活跃小鼠的后代学习速度稍快，记忆力也稍好（虽然差异在统计学上并不显著）。

目前还不清楚这些发现是否适用于人类，但费舍尔表示：“成年期的训练不仅能给接受这种训练的个体带来认知方面的益处，也能使其后代受益。这种想法太吸引人了。”

能不能把这些发现应用到神经相关疾病治疗中？

除了分子水平的研究不断有进展外，自20世纪80年代以来，针对人类的研究已经指出运动与认知能力提高之间存在关联。

南加州大学神经系统科学家吉赛尔•佩金格（Giselle Petzinger）对帕金森患者进行治疗已有数十年。

他观察发现：

那些经常运动的患者平衡能力和步态都有所改善。 

这样的观察结果暗示，在疾病症状显现后，大脑仍会保持一定程度的可塑性，这种可塑性支持患者运动技能的提高，进而缓解了疾病的进展。

那如果患者行动不便而不能运动还有办法吗？

2018年，范普拉格和来自哈佛医学院、麻省理工学院、麻省总医院、达纳-法伯癌症研究所以及索尔克研究所的研究人员一起，发表了一项小鼠研究发现：

当将神经保护剂和在不运动的小鼠大脑中过度表达Bdnf基因这一治疗方法相结合时，这些小鼠认知能力的提高与那些被允许在跑步滚轮上运动的小鼠相当。

范普拉格表示，这项研究可能为治疗那些由于身体虚弱而无法运动的神经退行性疾病患者提供参考。

“没有人会相信运动能成为一种灵丹妙药。但这并不意味着我们不应该这么做。”匹兹堡大学的认知心理学家柯克•埃里克森（Kirk Erickson）说道。

临床医生已经开始为帕金森和阿尔茨海默等神经退行性疾病患者以及癫痫和焦虑症等其他脑部疾病患者开出锻炼处方。

且多项针对神经退行性疾病、抑郁症甚至衰老的运动干预临床试验正在进行中。

 “积极的生活方式并不能把70岁的大脑变成30岁的大脑，”佩金格说道，“但研究运动对神经系统的影响，可以帮助研究人员找出最佳和最有效的策略——无论是单独作用，还是与药物协同作用——以便在我们衰老时保持大脑健康。”

资料来源：

How Exercise Reprograms the Brain

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