PNAS:运动可刺激脑细胞生长增强记忆力

2010-01-22 00:00 · Chasel

常言道:“生命在于运动。”英国研究人员发现,加强体育锻炼不仅对身体健康大有好处,而且可以刺激脑细胞生长,增强记忆力和学习能力。他们的研究成果发表在最新一期美国《国家科学院学报》上。 英国剑桥大学和美国国家老龄问题研究所研究人员用小鼠做实验,试图研究运动与大脑机能的关系。实验鼠被

常言道:“生命在于运动。”英国研究人员发现,加强体育锻炼不仅对身体健康大有好处,而且可以刺激脑细胞生长,增强记忆力和学习能力。他们的研究成果发表在最新一期美国《国家科学院学报》上。

英国剑桥大学和美国国家老龄问题研究所研究人员用小鼠做实验,试图研究运动与大脑机能的关系。实验鼠被分成两组,其中一组的笼舍中装有一个转轮跑步机,另一组则没有。研究人员在电脑屏幕上给所有小鼠显示两个一模一样的方块图案。如果小鼠用鼻尖碰一下左边的方块,就能得到一块糖果奖励。一段时间后,研究人员让所有小鼠重复这一实验,看它们是否记得碰哪个方块会获得奖励。两个方块图案开始相距30厘米,然后逐渐靠近,最后几乎挨在一起。

实验结果显示,笼舍中装有跑步机的小鼠正确率比另一组同伴高几乎一倍。这项对比实验持续了105天。在另一项实验中,研究人员改变了触发奖励的方块,结果发现“跑步组”小鼠比另一组更快适应这一变化。

研究人员通过实验研究小鼠区分相似记忆的能力如何,如果“换算”到人身上,就相当于记住昨天或前天晚饭的内容,或去超市买东西时车停在哪里。研究人员认为,经常运动会促进大脑中与记忆有关区域的细胞生长。经测算,“跑步组”小鼠平均每天跑24公里。研究人员通过化验它们的脑组织发现,它们海马体齿状回区的大脑灰质在实验期间发生增长。具体原因虽然尚不明确,但可能与运动加速血液循环和运动中产生的某种激素有关。

研究负责人、剑桥大学行为神经学家蒂莫西伯西说:“在第一项实验中,小鼠对两个方块的记忆很相近。只有当它们需要区分这两个方块时,新生的脑细胞才真正发挥了作用。我们知道运动有益于大脑健康,”他补充说,“但最新研究告诉我们这一效果的机理何在。”

剑桥大学研究小组认为,小鼠实验的结论也适用于人类。这一观点与另一位研究运动对记忆力影响的学者观点不谋而合。

英国班戈大学副教授斯坦科尔孔布说:“数据显示,由于经常运动而产生的神经元会帮助人们提高认知能力。”不少有重大学术成就的人曾说自己喜爱运动。2001年诺贝尔物理学奖获得者、德国物理学家沃尔夫冈克特勒就是其中一位。“我在跑步时什么都会想:物理知识、家庭问题、周末计划……”他说,“虽然我不会在跑步时有重大发现,但它给了我思考问题的时间。有些问题其实很简单,但你必须足够放松才能找出答案,”他说。

 

推荐原始出处:

PNAS January 19, 2010, doi: 10.1073/pnas.0911725107

Running enhances spatial pattern separation in mice

David J. Creera, Carola Rombergb, Lisa M. Saksidab,c, Henriette van Praaga,1, and Timothy J. Busseyb,c

aLaboratory of Neurosciences, Intramural Research Program, National Institute on Aging, Baltimore, MD 21224;

bDepartment of Experimental Psychology, University of Cambridge, Cambridge CB2 3EB, United Kingdom; and

cMedical Research Council and Wellcome Trust Behavioural and Clinical Neurosciences Institute, University of Cambridge, Cambridge CB2 3EB, United Kingdom

Increasing evidence suggests that regular exercise improves brain health and promotes synaptic plasticity and hippocampal neurogenesis. Exercise improves learning, but specific mechanisms of information processing influenced by physical activity are unknown. Here, we report that voluntary running enhanced the ability of adult (3 months old) male C57BL/6 mice to discriminate between the locations of two adjacent identical stimuli. Improved spatial pattern separation in adult runners was tightly correlated with increased neurogenesis. In contrast, very aged (22 months old) mice had impaired spatial discrimination and low basal cell genesis that was refractory to running. These findings suggest that the addition of newly born neurons may bolster dentate gyrus-mediated encoding of fine spatial distinctions.

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