张力课题组报道运动戒毒的神经机制

药物成瘾是公共卫生的重大难题。近年来，物理手段（非侵入脑刺激、运动训练）成为戒毒康复的重要策略，取得了较好的进展。运动戒毒是近年来我国司法戒毒的有效手段，已形成规模化实践应用。然而，运动戒毒的神经机制尚未被完全揭示，在某种程度上限制了运动疗法的拓展应用。

暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院苏国辉院士团队及张力课题组近十年来聚焦“运动与脑健康”这一主题，构建针对不同情感、认知障碍的运动干预范式，鉴定以脂联素（Adiponectin）为代表的“外周-中枢”运动因子，发现慢性有氧运动介导神经可塑性改善的关键分子通路，形成了较为完整的运动改善神经功能的理论体系和研究基础。

2021年10月22日，该研究团队在Molecular Psychiatry期刊上发表了文章 Physical exercise rescues cocaine-evoked synaptic deficits in motor cortex ，利用可卡因慢性暴露的小鼠模型，进一步阐明了运动戒毒的皮层突触重塑机制。

本研究通过活体双光子成像技术发现，持续的可卡因暴露引起小鼠初级运动皮层（M1）的L5层锥体神经元顶树突棘新生率显著下降，伴随兴奋性突触传递的增强，以及突触前生长激素抑制素阳性中间神经元（SST-IN）的过度活动，最终导致局部兴奋-抑制稳态（E/I balance）的失衡。这些改变参与到动物认知行为损害过程中（如运动学习能力的下降）。在药物戒断后，研究团队通过连续7天给予小鼠每天1小时的平板跑步机训练，发现可以有效恢复正常的树突棘发生（图1），重塑突触传递以及兴奋抑制平衡（图2），并显著提升动物的运动学习能力。

图1 运动促进成瘾药物戒断期皮层突触重塑

图2 皮层局部兴奋-抑制微环路的运动调控

为进一步解析运动引起皮层突触功能重塑的神经机制，研究者探索了皮层中不同分子信号通路的变化，发现运动可以激活皮层内雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路。通过药理学干预、DOX-ON介导的基因表达敲减手段抑制mTOR通路，或阻断新生蛋白合成（de novo protein synthesis）等手段，均可以削弱运动引起的皮层突触功能重塑。这些证据提示，运动通过激活皮层神经元内mTOR通路，调控突触活动，增加新生树突棘，并提升学习能力（图3）。

图3 运动增强皮层突触重塑并促进戒毒康复的分子-环路机制

该研究揭示了运动康复戒毒的突触重塑机制，为运动脑科学、成瘾医学、物理康复等领域发展提供更多理论证据。对皮层功能与神经活动的精准测量，可作为运动康复疗效的新型客观评价指标；通过非侵入脑刺激等神经调控技术对皮层功能进行辅助调控，有望优化运动康复疗效，实现协同干预。

该项目由张力课题组主导完成，研究过程得到了暨南大学苏国辉院士和上海市精神卫生中心袁逖飞教授的协作支持。暨南大学硕士毕业生程童为第一作者，黄晓丹，胡雪菲、王斯祺、陈凯、韦计安、晏兰等亦参与了课题工作。

原文文献：

Cheng, T., Huang, XD., Hu, XF. et al. Physical exercise rescues cocaine-evoked synaptic deficits in motor cortex. Mol Psychiatry (2021). https://doi.org/10.1038/s41380-021-01336-2

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