近期，一项关于体育活动与大脑健康的研究表明，运动可能会以令人惊讶的方式改变运动者的大脑——运动促使肝脏排出一种鲜为人知的蛋白质，而通过化学方法提高这种蛋白质的水平，老年动物的大脑和记忆会恢复活力。这一发现提出了一个令人争议的问题：运动对大脑的好处是否有一天会以胶囊或注射器的形式出现——类似于“运动药丸”。
过去我们已经有相当多的证据表明，体育活动可以保护大脑和思维避免因为衰老而带来的某些退化。在针对啮齿动物的研究中，在轮子或跑步机上运动的老鼠比久坐不动的老鼠产生更多的新神经元，学习和记忆能力也更好。同样，那些保持运动的老人大脑组织中跟记忆相关的部分也增大了。即使是在年轻人中，那些比同龄人更健康的人在认知测试中也往往表现得更好。
但是，在细胞水平上，运动是如何重塑大脑并改变其功能的，还有许多问题没有得到解答。很多研究人员怀疑过这一变化跟运动期间和运动后，大脑和身体释放的某些物质有关系。这些物质相互作用并引发其他生物化学反应，最终改变大脑的外观和工作方式。但是这些物质是什么，它们来自哪里，它们是如何相遇和混合的，这些都还不清楚。
因此，对于这个月发表在《科学》杂志上的新研究，加州大学旧金山分校的研究人员决定研究老鼠的大脑和血液循环。
在实验室过去一项研究中，科学家们将年轻老鼠的血液注入老年老鼠体内，观察到衰老动物的思维能力有所改善。加州大学旧金山分校教授索尔·维莱达说，这就像是“通过血液传递了年轻人的记忆”，他和他的同事阿兰娜·霍洛维茨、范雪莱等人进行了这项研究。
不过，这些改变的发生是由于供体动物年轻的原因，而不是它们的运动习惯。科学家们怀疑，运动可能会在血液中引发额外的变化，这种变化可能是可转移的，无论动物的年龄有多大。
因此，作为这项新研究的第一步，他们让年幼的和年老的老鼠进行了6周的跑步锻炼，然后将两组老鼠的血液输注给久坐不动的年老老鼠。结果是，无论输注者的血液来自哪一个实验组，这些年老的老鼠在认知测试中都比对照组表现更好。它们的大脑记忆中心也出现了新神经元生成的峰值。所以，重要的是供体的活动，而不是他们的年龄。
出于好奇，科学家们接下来开始研究运动者血液中的差异。利用复杂的质谱分析和其他技术，他们从奔跑动物的血液中分离出并列举出各种蛋白质，而这些蛋白质在不活动的老鼠的血液中是看不到的。
然后，他们将注意力集中在一种很少被研究的蛋白质上，即GPLD1（它的学名很长，很难发音）。这种略为神秘的蛋白质主要由肝脏产生，而肝脏通常被认为与大脑没有太多的相互作用。但在运动后，这种蛋白质的含量大幅提高，有必要进行更多研究。
因此，研究人员现在使用基基因工程技术增加了不活动的年老老鼠肝脏中GPLD1的释放。之后，在学习和记忆测试中，这些动物的表现几乎和幼鼠一样，它们的大脑中充满了比其他年老鼠更多的新生神经元。实际上，他们在没有真正运动的情况下就获得了运动对大脑的益处。
为了确保这种反应不只是啮齿类动物的反应，科学家们还检测了老年人的血液。经常步行的老年人血液中GPLD1的含量比那些不运动的人要高。
维莱达教授说，这些发现的综合结果似乎是，运动可以通过促进肝脏释放更多的GPLD1来改善大脑健康。不过目前尚不清楚这种蛋白质随后是如何改变大脑的。维勒达说，科学家们随后的实验显示，这种蛋白质可能不会突破血脑屏障直接作用于大脑。相反，它可能会刺激身体其他部位的组织和细胞的改变。反过来，这些组织会产生更多的蛋白质，这些蛋白质会对其他组织产生影响，最终导致神经递质、基因和大脑自身细胞的直接变化，从而促进认知能力的改善。
如果进一步的实验表明，在孤立状态下，GPLD1有助于启动这种分子链反应，那么至少可以想象，向身体虚弱或残疾的人注入这种物质可能会为他们的大脑提供运动带来的好处。
这个实验主要是在老鼠身上进行的，而不是在人身上，并且没有告诉我们任何关于GPLD1的额外系统性影响，而GPLD1的大量使用可能是不可取的。更重要的是，研究结果强调了运动普遍性、复杂性和全身效应，在这种情况下，肝脏在运动后以某种方式改变了想法和大脑。目前尚不清楚使用“GPLD1运动药丸”是否也会产生同样的过程。
维莱达教授很快指出，药物GPLD1即使对大脑健康有效，“也不能完全替代运动的好处”，比如不能产生脂肪燃烧、肌肉锻炼或心血管改善之类的效果。但他希望，如果将来在他的实验中发现动物和人的实验得出一致的结果，那这种物质可以帮助那些运动不便的人更好地思考。
原文标题：How Exercise May Bolster the Brai
原文地址：https://www.nytimes.com/2020/07/15/well/move/how-exercise-may-bolster-the-brain.html
原文作者：Gretchen Reynolds
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