昨日下午，冬奧會的第8天，中國贏來第四個金色冰墩墩！高亭宇斬獲速度滑冰男子500米比賽金牌，并以34秒32的成績破奧運紀錄！

隨著冬奧會的熱烈舉行，“生命在于運動”這一理念再次深入人心。運動，作為一個成本極低的保持身體健康的手段，早已隨著“夜跑打卡”、“廣場舞”、“人人舉鐵”等全民現(xiàn)象普及開來。

那么，運動帶來的“福利”僅限于身體健康嗎？并不！運的好處遠不止此——愛運動的人還可能比其他人聰明！

近年來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，運動會促進大腦的發(fā)育，眾多的實驗結(jié)果顯示，運動導(dǎo)致大腦中的海馬區(qū)域神經(jīng)生成或創(chuàng)建新的神經(jīng)元，而海馬對于學(xué)習(xí)、記憶和情緒調(diào)節(jié)起著至關(guān)重要的作用。那么問題來了，運動是如何促進神經(jīng)元發(fā)生的呢？

早在上世紀90年代，美國的研究人員就有了開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)：小白鼠的滾輪運動會增加其大腦的海馬神經(jīng)元，這個過程與一種名為腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的蛋白質(zhì)產(chǎn)生有關(guān)。

當(dāng)研究人員往培養(yǎng)皿內(nèi)的神經(jīng)細胞上“撒些”BDNF，細胞就會自發(fā)地形成新的分支。BDNF的分泌量越多，神經(jīng)元之間的連接越強，大腦突觸才可能織就更多、更強的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讓我們的大腦更強大。

BDNF通過多種機制進行突觸可塑性。（圖片來源：ResearchGate.com）

隨后的幾十年里，運動促進大腦神經(jīng)元的不同激活途徑逐漸被發(fā)現(xiàn)，包括組織蛋白酶B、血小板因子4和血管內(nèi)皮生長因子等，但BDNF仍被認為效果最為顯著。然而新年伊始，它的“霸主”地位受到了挑戰(zhàn)。

近日，我國學(xué)者侯圣陶/卓展等聯(lián)合多團隊發(fā)表在Cell Metabolism的文章再次向“運動如何促進神經(jīng)發(fā)生”這一疑問提供了新的見解。

作者認為，運動過程中產(chǎn)生的含硒蛋白質(zhì)，是幫助大腦長出新神經(jīng)元的關(guān)鍵，人類也許可以利用膳食補充硒元素，來扭轉(zhuǎn)由于衰老和腦損傷導(dǎo)致的認知衰退。 

（圖片來源：Cell Metabolism）

這一結(jié)論的產(chǎn)生源于作者團隊幾年前的一項研究，當(dāng)時的研究人員對做滾輪運動4天的小鼠和沒有運動的小鼠分別進行了血漿篩查，確定了68種蛋白質(zhì)水平在鍛煉后增加。

其中一種名為硒蛋白P(SEPP1)的蛋白質(zhì)特別引起了大家的注意——SEPP1可以將硒運輸?shù)酱竽X，其含量在嚙齒動物鍛煉后增加了兩倍多！

既然得到鍛煉的小鼠SEPP1蛋白含量發(fā)生了顯著變化，那么硒是否就是運動后神經(jīng)發(fā)生的關(guān)鍵因子呢？它的機制有是什么呢？研究人員決定進行更為深入的研究。

硒是在堅果、紫薯等食物中含量豐富的一種微量元素，且廉價易得。在最新的研究中，他們選擇了添加兩種外源形式的硒——亞硒酸鈉（在水和土壤中以鹽的形式存在）或硒代蛋氨酸（在飲食中以氨基酸的形式存在）——到神經(jīng)前體細胞（NPC，會產(chǎn)生新的神經(jīng)元）中。

出人意料的是，在短短14天內(nèi)，這些“神經(jīng)前體細胞”的數(shù)量翻了一番！當(dāng)研究人員將亞硒酸鈉直接注射到小鼠的大腦中7天后，海馬中的神經(jīng)前體細胞數(shù)量也增加了三倍！

硒注射增加小鼠DG中增殖前體細胞的數(shù)量，但對SVZ中的增殖細胞數(shù)量沒有影響

LRP8是SEPP1在腦毛細血管內(nèi)皮細胞上的受體，二者結(jié)合后，可以將硒轉(zhuǎn)運穿過血腦屏障進入大腦，發(fā)揮功效。由此，研究人員構(gòu)建了SEPP1或其受體缺乏的小鼠，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Sepp1或Lrp8基因敲除后，運動了7天的小鼠的神經(jīng)前體細胞卻沒有增加，這更加證實了SEPP1是運動制造新神經(jīng)元的關(guān)鍵。

運動誘導(dǎo)的NPC增殖增加需要Sepp1-Lrp8介導(dǎo)的硒轉(zhuǎn)運

Achucarro Basque神經(jīng)科學(xué)中心的神經(jīng)生物學(xué)家Juan Encinas評價道：“這是第一次發(fā)現(xiàn)飲食中通常存在的物質(zhì)對神經(jīng)發(fā)生具有如此明顯的影響?！?/span>

那么，如果在日常飲食中補充硒，能否能改善大腦老化呢？

于是，研究者又“順便”對小鼠的大腦認知進行了檢測。該團隊在18個月大的小鼠（相當(dāng)于60歲的人類）的飲用水中添加了硒代蛋氨酸——近1個月后，嚙齒動物海馬中新的神經(jīng)元數(shù)量增加了一倍！

膳食硒-L-蛋氨酸的輸送導(dǎo)致DG中增殖前體細胞(D和F)和未成熟神經(jīng)元(E) 的數(shù)量顯著增加

在依賴海馬區(qū)域的兩項記憶任務(wù)中，硒處理組小鼠也表現(xiàn)優(yōu)越。在主動避讓實驗中，接受硒治療的小鼠在避開電擊區(qū)方面明顯優(yōu)于對照小鼠，受到的電擊更少；在迷宮實驗中，接受硒治療的小鼠也學(xué)會了比對照小鼠更快地進入逃生箱。

最后，研究人員調(diào)查了硒是否有助于逆轉(zhuǎn)腦損傷導(dǎo)致的認知缺陷。他們將血管收縮劑ET-1分子注射到小鼠的海馬體中，以引起中風(fēng)樣病變，從而破壞神經(jīng)元并損害記憶力。在一系列記憶任務(wù)中，受損但接受硒治療的小鼠表現(xiàn)與正常小鼠一樣好。另一方面，未經(jīng)治療的損傷小鼠無法將物體識別為新物體，而且它們很難記住前一天受到電擊的位置。

硒可挽救由內(nèi)皮素1誘導(dǎo)的海馬損傷引起的海馬學(xué)習(xí)和記憶障礙

講到這里不禁驚呼，這真的是一項“了不起的”研究——不僅揭示了運動促進成年神經(jīng)發(fā)生并提高認知功能的機理，還將食物中“喜聞樂見”的元素硒開發(fā)出了新用途。這對于因高齡或者虛弱等身體原因而無法鍛煉的人無疑是個好消息。

最后，提醒正在用腦過度的大家：勤運動，多吃堅果、谷物和乳制品等富含硒的食物，一個聰明的大腦正在向你“招手”。