奇月 發自 凹非寺量子位 | 公眾號 QbitAI
催我運動的理由又多了一個！
MIT研究團隊首次證明：運動可以促進神經元生長，從而讓大腦更靈活更聰明。
而且促進的方式不止一種。
一種是你只管動，肌肉會自行分泌一種稱為“肌肉激素（myokines）”的物質，這種物質能顯著促進運動神經元的生長。
另一種，還可以依靠單純的物理牽拉刺激！這一發現也是研究團隊首次證實。
相關文章已發表在《先進醫療材料（Advanced Healthcare Materials）》雜誌上。
有網友表示：看來想要提高大腦活力也得多鍛鍊了。
肌肉如何透過訊號影響神經元生長？
讓我們先來看一下肌肉激素的具體作用過程——
簡單來說，以往我們認為神經訊號是控制肌肉組織的，但是MIT的新研究發現，肌肉組織在運動時不僅會被動接收神經訊號，還能主動分泌促進神經生長的物質。
這個物質就是肌肉在鍛鍊時釋放的一種名為肌肉激素（myokines，又稱肌肉因子）的生物化學訊號，接觸到這種激素的神經元的生長速度是未接觸的神經元的四倍。
△視覺化運動的生化和物理線索，運動神經元（紫色）比沒有經歷運動誘導的神經元生長得更快（綠色）。Credit: Angel Bu
研究人員透過實驗證實了這一發現。他們將小鼠肌肉細胞培養成長纖維，然後融合成約一元硬幣大小的成熟肌肉組織薄片。
隨後，團隊對肌肉進行了基因改造，讓它能夠對光做出收縮反應。透過控制光照，研究人員就可以精確模擬運動過程中的肌肉收縮。
他們將肌動蛋白溶液轉移到含有運動神經元的單獨盤中——這些神經位於脊髓中，控制著參與自願運動的肌肉。
在神經元接觸到肌動蛋白混合物後，團隊觀察到它們迅速生長，比未接受生化溶液的神經元快四倍。
實驗表明，運動中的肌肉組織會分泌肌肉激素這種複合物質，其中包含多種生長因子、核糖核酸和蛋白質。這些物質能夠顯著促進神經組織的生長。
研究負責人魯忻・拉曼（Ritu Raman）表示，運動神經元中的許多基因不僅與神經元生長有關，還與神經元成熟度、與肌肉和其他神經的交流以及軸突的成熟程度都有關係。
首次證實物理刺激也同樣會影響神經元
除了證明肌肉會透過生物化學訊號影響神經元生長，研究團隊還首次證實了物理刺激對神經元的生長的重要性。
這個結論又是怎麼得出來的呢？
原來，他們在凝膠墊上培養了一組不同的運動神經元，並在其中嵌入微型磁鐵。
隨後他們使用外部磁鐵使墊子以及神經元來回晃動，模擬運動時的物理牽拉。他們每天都會用這種方式讓神經元鍛鍊30分鐘。
結果非常amazing啊，接受了機械鍛鍊刺激的神經元比沒有接受任何形式鍛鍊的神經元生長得更快，甚至與肌肉激素誘導的神經元生長得一樣好。
也就是說，運動促進神經生長的方式不僅有傳統的生化途徑，也有物理機制，兩者的作用同等重要。
△運動神經元的生長在5天內顯著增加。響應運動相關的生化（左）和機械（右）訊號的神經元。綠球代表神經元簇，它們以長尾或軸突的形式向外生長。Credit: Angel Bu
應用前景
研究小組表示，這項研究結果為治療神經損傷、肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）等疾病提供了新的可能性，或許可以幫助更多患者恢復運動功能。
未來，研究團隊還計劃探索如何利用靶向肌肉刺激來促進受損神經的生長和癒合。
負責人Raman還說到，“運動對健康的影響可能比我們想象的還要更深遠和複雜，它的作用機制還有更多可能性，等待我們進一步探索。”
參考資料：[1]https://news.mit.edu/2024/when-muscles-work-out-they-help-neurons-grow-1112
