来源：奇点网（ID:geekheal_com）
奇点糕有个习惯，写稿卡壳就会满地乱走，走个三四五六圈，灵感就来了。
嘿，动动脑子这个词可谓是非常真实，身体动一动脑子就会通。
那这究竟是奇点糕自己的错觉，还是真的有科学道理呢？
近日，暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院张力副教授、苏国辉院士课题组联手在《科学进展》上发文，揭示了运动改善学习记忆能力的分子机制[1]。原来运动会激活脑内的 mTOR 通路，进一步促进突触形成，从而改善学习能力~这也是目前首个证实 mTOR 在学习记忆中重要作用的体内研究。
在这里就想隔空喊话当年占用体育课的班主任，我没考上北大都赖你啊（恨
图源 pixabay
不知道大家有没有运动之后耳清目明的感觉，有很多研究都证实，短期或长期的体育锻炼能够改善心理健康和认知功能[2]，试验中也观察到志愿者相关大脑区域的激活[3]。
至于这又是为什么，目前广泛认为，运动能够增加脑源性神经营养因子（BDNF）的表达[4]，至于更进一步的机制，那就不好说了。考虑到BDNF 可能与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）有关[5]，而近年来也有一些研究表明外周组织中也存在运动激活 mTOR 的现象[6]，研究者们自然把目光放到了 mTOR 上。
mTOR 非常重要，管得这~么宽，图源 wiki
于是研究者们给小鼠制定了一个运动计划，三周里每天让小鼠在跑步机上运动 1 小时，然后利用体内成像技术观察小鼠大脑的变化。
简单来说，神经元之间以树突和轴突形成的突触传递消息，此间结构会随着学习记忆的形成发生动态变化。
与前人的研究一致，小鼠参加运动计划之后，BDNF 表达上调，而且 mTOR 核心蛋白的磷酸化水平升高，这说明持续的运动激活了 mTOR 通路。
同时，mTOR-S6 途径也被激活，这可以促进突触蛋白的合成、增强突触传递[6,7]。果然，电子显微镜下再看小鼠的大脑皮层，运动皮层中突触密度明显增加了。
白色箭头处为突触
当然，数量增加并不能说明质量增加，所以研究者还另外检测了突触传递强度。研究者选择了作为运动皮层主要兴奋性输出的 L5PRN 神经元。
运动之后 L5PRN 的突触后电流显著增强了。
可见运动让小鼠拥有了更强神经活动。
当研究者给小鼠注射雷帕霉素抑制 mTOR 通路，纵使天天锻炼，小鼠的大脑也不会形成更多新突触，足以说明 mTOR 通路的重要性。
抑制 mTOR（蓝）则抵消了运动的益处
进一步研究发现，运动激活 mTOR 还可以促进少突胶质细胞的成熟，增加轴突髓鞘形成，促进树突棘的生成，这都是可以改善运动相关学习能力的[8-10]。研究者也在实验中观察到，持续锻炼的小鼠的确表现得更好。
研究者们表示，依据这项研究成果，可以继续探索精神疾病和认知缺陷等疾病的临床运动干预，闲着没事跑两步说不定真是个 变聪明 的好办法~
编辑：神叨叨
作者：代丝雨
有点想出门锻炼，但我还是做一条小咸鱼叭
参考资料：
[1]https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw1888
[2]Be smart, exercise your heart: Exercise effects on brain and cognitionC. H. Hillman, K. I. Erickson, A. F. KramerNat. Rev. Neurosci.， 9: 58-65, 2008
[3]Changes in fMRI activation in anterior hippocampus and motor cortex during memory retrieval after an intense exercise interventionG. Wagner, M. Herbsleb, F. de la Cruz， A. Schumann, S. K hler, C. Puta, H. W. Gabriel, J. R. Reichenbach, K.-J. B rBiol. Psychol.， 124: 65-78, 2017
[4]Exercise-enhanced neuroplasticity targeting motor and cognitive circuitry in Parkinson s diseaseG. M. Petzinger, B. E. Fisher, S. McEwen, J. A. Beeler, J. P. Walsh, M. W. JakowecLancet Neurol.， 12: 716-726, 2013
[5]The mechanistic target of rapamycin: The grand conducTOR of metabolism and agingB. K. Kennedy， D. W. LammingCell Metab.， 23: 990-1003, 2016
[6]Genetic removal of p70 S6 kinase 1 corrects molecular, synaptic, and behavioral phenotypes in fragile X syndrome miceA. Bhattacharya, H. Kaphzan, A. C. Alvarez-Dieppa, J. P. Murphy， P. Pierre, E. KlannNeuron, 76: 325-337, 2012
[7]Motor skill learning depends on protein synthesis in motor cortex after trainingA. R. Luft, M. M. Buitrago, T. Ringer, J. Dichgans, J. B. SchulzJ. Neurosci.， 24: 6515-6520, 2004
[8]REM sleep selectively prunes and maintains new synapses in development and learningW. Li, L. Ma, G. Yang, W.-B. GanNat. Neurosci.， 20: 427-437, 2017
[9]Emergence of reproducible spatiotemporal activity during motor learningA. J. Peters, S. X. Chen, T. KomiyamaNature, 510: 263-267, 2014
[10]Motor skill learning requires active central myelinationI. A. McKenzie, D. Ohayon, H. Li, J. P. de Faria, B. Emery， K. Tohyama, W. D. RichardsonScience, 346: 318-322, 2014
