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科学家确定持续运动后的关键神经系统改变

医生给我们留下了无数运动的好处。定期进行健身运动,包括跑步等运动,可以改善精力,情绪,睡眠和运动技能。在COVID-19大流行期间,这尤其引起关注。

但是在这些改善的健康状态下,大脑会发生什么呢?尚不清楚为这些益处打开大门的潜在神经学改变。

现在,加州大学圣地亚哥分校的项目助理科学家李惠全和著名教授尼克·斯皮策(Nick Spitzer)已经确定了持续运动后的关键神经系统改变。

Li和Spitzer对比了运动与不运动的小鼠的大脑,发现特定的神经元在运动后会切换其化学信号,称为神经递质,从而改善了对运动技能的学习。

“这项研究为我们如何擅长需要运动技能的事情提供了新见解,并提供了有关如何实际学习这些技能的信息,”神经生物学生物学科的阿特金森家庭主席,卡夫里研究所所长史匹哲说。为大脑和心灵。

该研究结果于5月4日发表在《自然通讯》上。

Spitzer的实验室在成年哺乳动物的大脑中发现了神经递质的转换,并进行了开创性的研究,研究神经元响应持续刺激(通常导致行为改变)而改变其递质的能力。

在进行了描述抑郁症中神经递质转换的研究后,Spitzer和他的同事开始将注意力转移到健康状况中如何涉及这种转换。

李说,结果强调了运动的重要性,即使在当前的大流行隔离情况下,也要在家中运动。

李说:“这项研究表明,增加大脑的可塑性对我们的大脑有益。”

“对于想增强运动技能学习的人,进行一些锻炼以增强这种可塑性以有益于大脑可能是有用的。例如,如果您希望学习和享受挑战性的运动,例如冲浪或攀岩当我们不再在家中避难时,现在可以经常在跑步机上跑步或在家中进行瑜伽练习会很好。”

在这项新研究中,Li和Spitzer将无法在跑轮上完成一周锻炼的小鼠与无法进入跑轮的小鼠进行了比较。

他们发现,运动组的一些运动技能要求很高,例如比未运动组更快地呆在旋转的杆上或越过平衡木。

当检查正在奔跑的小鼠的大脑时,发现大脑区域中的一组神经元,即调节运动协调的尾足足小神经核(cPPN),已将神经递质从乙酰胆碱转换为GABA。

为了证实他们的发现,研究人员使用分子工具来阻止新发现的运动导致的发射器开关。

他们发现阻止了这些小鼠运动技能学习的增强。基于他们的发现,研究人员提出了一种新的模型,其中cPPN兴奋性胆碱能神经元向抑制性GABA能神经元的转化提供了调节运动协调和技能学习的反馈控制。

研究人员说,这一发现可能会导致进一步的发现,其中神经递质的转换会导致关键的运动技能改变。研究人员说,他们想测试一些想法,例如即使不进行运动,是否可以故意改变神经递质以使运动技能受益。

他们还计划进行研究,研究运动是否会类似地触发神经系统疾病患者的运动技能学习。

作者总结说:“我们认为神经递质的转换提供了持续运行有益于运动技能学习的基础,为运动障碍的临床治疗提出了目标。”

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