自从知道了这个秘籍,妈妈再也不担心我的跑步了

(原文首发于公众号:神内小学生)

倡导德智体美劳全面发展的今天,我们无不被“跑步”这一悠久的项目“支配”。跑1000米的时候,舍友说:“哎,太长时间没练了,这次才跑了2分30秒。”而你,只能嘴上说着:“这也挺快啦!”心里不停地吐槽,“自己连个4分30秒都跑的气喘吁吁的......”

  那么,有让我越跑越快的方法吗?

壹 相关研究

2019年5月6日加州大学圣地亚哥分校Nicholas C. Spitzer研究团队在Nature Communications杂志上发表文章揭示了在体育锻炼后大脑神经递质转换后促进运动能力的提升。

贰 研究过程

研究人员将小鼠放在转轮中奔跑,最开始小鼠奔跑速度慢,时常会停下来,经过7天的轮转(在6分钟内从每分钟5 转加速到每分钟80转)和平衡木训练后小鼠奔跑速度增加,连续奔跑的时间延长;此外小鼠在平衡木上的奔跑速度增加,这些结果表明小鼠的运动技能升高。

为了进一步探寻,研究人员使用了免疫荧光c-fos标记技术。他们发现,训练中的小鼠海马DG区、中脑的脚桥核(PPN)的神经元激活增多,而且PPN脑区神经元激活的数量几乎是正常状态下的6倍。

介绍一下PPN可以吗?

研究表明PPN接受大脑皮层的传出运动信息,并将这种信号传递给丘脑、脑干和脊髓的运动区,主要参与运动功能,内含有胆碱能、GABA 能和谷氨酸能三种不同的神经元。在解剖学上,PPN分为喙部(rPPN)和尾部(cPPN),喙部主要是 GABA 能神经元,尾部主要是胆碱能、谷氨酸能神经元。

叁 研究奇遇

在研究过程中,出现了一个怪事。

训练后cPPN脑区激活的神经元与胆碱能神经元的标记物共标的比例明显高于对照组,而rPPN脑区中的这一比例类似于对照组。这仅是一点,更有趣的是cPPN脑区表达胆碱能的神经元数量明显减少,但是该脑区既不存在神经元凋亡,也不存在神经元新生。

太神奇了!作为科研人员,他们认为很有可能发生了神经递质转换。

肆 深入研究

研究人员向ChAT-Cre胆碱能小鼠的cPPN注射病毒后对胆碱能神经元标记,发现在正常情况下cPPN仅有2%左右的GABA能神经元,29%的GABA能神经元与胆碱能神经元共标,65%的胆碱能神经元;而在经过训练后cPPN存在12%左右的GABA能神经元,31%的GABA能神经元与胆碱能神经元共标,而胆碱能神经元仅为24%。此外,免疫荧光实验发现经过训练谷氨酸能神经元的数量并未发生变化,这表明cPPN脑区存在胆碱能向GABA能的转换。

研究人员通过病毒工具使cPPN脑区的胆碱能表达增加后,即便是经历了一周的跑步训练,小鼠的运动技能也没得到提升;此外抑制cPPN脑区的GABA的表达后小鼠在经历训练后运动技能也并没有得到提升。这就说明小鼠运动技能的提升同时需要胆碱能表达降低,GABA的表达升高。

到了这儿基本上是真相大白了,那么这个训练是一劳永逸的吗?

研究人员发现经过1周训练后,间隔2周后小鼠依然保持上述运动技能,但是在间隔第四周后这一技能消失。所以,跑1000米的时候应该怎么规划训练,大家有些感觉了吧!(仿佛已经看到跑了满分的样子了......)

总结

首先总结一下这个研究,它主要告诉我们“经常锻炼提高运动技能,在运动过程中大脑cPPN脑区发生了胆碱能向GABA的神经递质转换,促进了运动学习能力。”

最后呢,来和大家谈一谈运动的其他事情。运动对大脑中枢神经有积极的调节作用,在这个过程中大脑皮层、丘脑、脊髓、基底神经节、脑干、小脑等多个脑区参与其中。2018年Science杂志上发表文章揭示了运动可以降低阿尔兹海默症小鼠模型淀粉样蛋白斑块的积聚,通过促进大脑神经新生,改善这些小鼠的认知能力。

所以大家在学习之余还是多运动运动,一个运动无聊,可以多叫些朋友啊!(都是成年人,意思都懂。)

参考文献:

Exercise enhances motor skill learning by neurotransmitter switching in the adult midbrain

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-020-16053-7

(图片来自网络,侵删)

放一个飞人刘翔的照片,大家也可以越跑越快!!!​​​

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