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我已经确定运动对哺乳动物的大脑是有益的。早在1999年，研究人员发现在可以使用跑轮的小鼠的海马中发现的新生神经元远远多于没有动物的动物。但20年后，科学家仍在试图理解为什么。
澳大利亚和德国研究人员团队发现了一种解释运动如何促进小鼠神经发生的机制：该活动导致血液中的血小板循环，释放促进海马神经前体细胞生长的因子，研究人员今天(3月21日) )在干细胞报告中。
“我们都知道运动对大脑和其他器官系统的积极影响，但促进新神经元产生的实际机制仍然有点神秘，” 多伦多大学研究神经发生的Vince Tropepe说。谁没有参与这项研究。“这篇论文非常有趣，因为他们确定了一种运动员 - 这些血小板和血小板衍生因子在运动后在血液中循环 - 这可能是这种效应的中介。”
研究人员通过一系列实验得出了这个结论，这些实验将可以接触跑轮四天的小鼠与没有接触跑动轮的小鼠进行比较。实验室老鼠每晚自愿跑10公里，“相当于我们每天跑马术的次数超过马拉松”，共同作者昆士兰脑研究所高级研究员Tara Walker解释道。
她和她的同事使用质谱法筛选从运行的小鼠中提取的血浆中的蛋白质，并鉴定了近40种蛋白质，其水平显着高于从对照小鼠中分离的血浆。利用生物信息学分析，他们描述了这些蛋白质参与的三种主要生物学途径，这些途径都与血小板功能有关。对动物血液的额外检查显示，活化的血小板的比例 - 其在细胞表面上表达特定受体 - 在跑步小鼠的血液中飙升。
为了观察血小板和它们释放的蛋白质是否可以促进神经发生，研究小组从小鼠海马齿状回中提取干细胞 - 成人大脑神经发生的两个主要部位之一。他们在专门的神经球培养中培养它们，这使得沃克的团队能够计算形成的神经前体细胞的数量。在加入从活体动物中分离的富含血小板的培养基后，研究人员观察到神经球数量增加了近150%，而他们观察到与对照小鼠血小板培养相比增加了136%。
该团队在体内进行了反向实验，通过向可以接近跑轮的小鼠注射抗血小板血清，以减少其血小板计数。这些动物的海马神经前体细胞没有增加。
Walker和她的同事继续用血小板分泌的特定蛋白质进行了几项额外的实验，血小板因子4是运行小鼠血浆中最高度上调的蛋白质之一。将蛋白质注入活小鼠的海马中一周后，他们观察到未成熟新生神经元的适度增加，而给予盐水输注的小鼠没有经历差异。
沃克说她认为血小板因子4可能是穿过血脑屏障并影响神经发生的许多血源性因子之一。“我们建议运动引发一大堆事物，其中之一是通过活化的血小板释放因子，”她说。这可能包括已知由血小板释放的生长因子，例如，其中一些先前 已显示出影响海马中神经前体细胞的增殖。
参见“ 运动如何重塑大脑 ”
对她而言，结果证明了血小板的多样性。“当你有伤口时，他们最初只是被认为参与了凝块的形成，但现在看来他们有很多替代功能，”她解释道。其他研究表明血小板具有免疫和炎症作用。Walker接着计划调查血小板对神经发生的正面影响是否会转化为衰老小鼠模型中的认知益处。
“谁会想到影响大脑神经发生的血小板?” 斯坦福大学的博士后人员Zurine Miguel Malaxechevarria问道，他自己的研究调查了社会压力对神经发生的影响。对于她来说，新结果很好地联系了之前关于运动，血小板和神经发生的研究结果。早期对人体血液的测量表明，运动可以激活血小板，而单独的实验表明，损伤后小鼠血小板的激活可以促进体外神经发生，她指出。“将所有这些步骤结合在一起是我们向前迈出的一大步，让我们了解运动如何改变大脑中的神经发生。”
对于尚未参与新研究的黎巴嫩美国大学助理教授Sama Sleiman，该研究强调了血液携带因子可以促进大脑神经发生的观点。她最近的研究表明，运动过程中肌肉释放的乳酸会诱导 小鼠海马中基因的表达，从而最终改善记忆和空间学习。
“然而，我认为在分子水平上我们还需要更多的工作，”她说，并指出血小板因子4对神经发生的影响相对较小。她说她希望看到更多关于运动后血小板释放的其他蛋白质的实验及其对神经发生的影响，以便充分了解这种机制是如何起作用的。
“现实情况是，这些因素永远不会单独发挥作用，”特罗佩佩同意道，“因为运动后拥有更多神经元的好处可能是经过许多年的进化而培育出来的，并且可能有很多平行的途径和相互作用。需要加以监管的途径。“
参见“ 经验如何塑造成人神经发生 ”
一个突出的问题是血小板是否在人类中起着类似的作用。目前还不清楚新的神经元是否会在成年人的大脑中生长，最近的研究对于成年人是否可以检测到人类海马中的神经发生存在矛盾。但也许血小板和它们释放的因子仍然在其他环境中发挥作用，例如学习和记忆，或抑郁症或阿尔茨海默病等疾病，Sleiman建议。“它打开了更仔细地观察不同大脑相关过程的大门。”
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