长期跑步极大地改变了年轻成年小鼠在中年时产生的神经元网络。重要的是，运动增加了海马中间神经元(红细胞)对“老”成人出生神经元的输入。这些中间神经元可能在减少与衰老相关的海马体过度兴奋性中发挥作用，从而有利于记忆功能。来源:Carmen Vivar博士
一项新的研究揭示了运动如何有助于在衰老过程中保持记忆功能。
衰老通常与认知功能下降有关。海马体和邻近的大脑皮层对学习和记忆至关重要，它们是最先受到影响的大脑部位之一。认知能力缺陷与海马体体积减少和海马体与(周围)内嗅皮层之间的突触连通性恶化有关。
越来越多的证据表明，体育活动可以帮助延缓或避免老年人的这些结构和功能衰退。佛罗里达大西洋大学和墨西哥墨西哥城的CINVESTAV最近进行的一项研究，为运动的好处提供了新的见解。这强调了成年人，特别是中年人在一生中保持身体活动的重要性。
在这项研究中，研究人员专注于长期跑步对年轻成年小鼠在中年时产生的新海马神经元网络的影响。这些“奔跑的老鼠”表明，在中年跑步可以使成年时出生的老年神经元保持连接，这可能会预防或延缓与衰老相关的记忆丧失和神经退化。
成年人出生的神经元被认为对海马体依赖的记忆功能有贡献，并且被认为在所谓的“关键时期”(大约三到六周的细胞年龄)具有暂时的重要性，在这个时期，它们可以短暂地显示出增强的突触可塑性。然而，这些新的神经元确实会存在好几个月，但尚不清楚那些在成年早期出生的人是否仍能整合到神经网络中，以及它们的回路是否会因中年时的体育活动而改变。
为了解决这些问题，研究人员使用了一种独特的基于狂犬病病毒的电路追踪方法，在啮齿动物的新神经元的初始标记和随后对其神经回路的分析之间间隔很长时间。在用荧光报告载体标记成年神经元六个多月后，他们确定并量化了海马和(下)皮质区域内这些成年神经元的直接传入输入，当时小鼠已到中年。
这项发表在《eNeuro》杂志上的研究结果显示，长期运行的“老”新神经元是在成年早期出生的，形成一个网络，与衰老过程中情景记忆编码的维持有关。
“长期锻炼对衰老的大脑有深远的好处，可以通过增加成年早期出生的神经元的存活和修改网络来防止衰老相关的记忆功能衰退，从而促进它们参与认知过程，”通讯作者、FAU施密特医学院生物医学副教授、FAU斯蒂尔斯-尼科尔森大脑研究所成员亨丽埃特·范·普拉格博士说。
研究结果表明，长期跑步显著增加了成年神经元的数量，并增强了突触前(亚)皮层细胞向其网络的募集。
“长期跑步可以增强模式分离能力，我们区分高度相似事件和刺激的能力，这是一种与成人神经发生密切相关的行为，这是第一个显示年龄相关记忆衰退的缺陷，”墨西哥Avanzados del IPN研究中心生理、生物物理和神经科学系通讯作者Carmen Vivar博士说。
与衰老相关的记忆功能衰退与从嗅周和嗅内皮层到海马体的突触输入的退化有关，海马体是大脑中对模式分离和环境和空间记忆至关重要的区域。
van Praag说:“我们发现跑步也大大增加了从背骨下到老年出生颗粒细胞的向后投射。”“这种连通性可能提供与导航相关的信息，并调解长期跑步引起的空间记忆功能的改善。”
研究结果表明，跑步不仅挽救了嗅周连通性，而且增加和改变了嗅内皮层对老年成年神经元网络的贡献。
维瓦尔说:“我们的研究提供了关于从青年期开始一直持续到中年的长期运动如何有助于在衰老过程中保持记忆功能的见解，强调了日常生活中锻炼的相关性。”
参考文献:卡门·维瓦尔、本·彼得森、亚历杭德罗·平托、艾玛·扬克和亨丽埃特·范·普拉格著，《贯穿中年的跑步使老年人出生的神经元保持连接》，2023年5月15日，eNeuro。DOI: 10.1523 / eneuro.0084 - 23.2023
该研究的共同作者是本·彼得森博士，目前是加州大学戴维斯分校的博士后;亚利桑那州立大学施密特医学院和斯泰尔斯-尼科尔森大脑研究所的亚历杭德罗·平托;以及刚从宾夕法尼亚大学毕业的艾玛·扬克。
这项研究得到了FAU Stiles-Nicholson脑研究所和木星生命科学倡议(授予van Praag)以及Fondo de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico del Cinvestav (Proyectos SEP-Cinvestav)(授予Vivar)的部分支持。
