多伦多大学&九州大学：运动改善心理健康

多伦多大学&九州大学：运动改善心理健康

一项来自加拿大多伦多大学和日本九州大学的最新研究表明，通过锻炼可以促进神经元形成和海马体中神经回路的重新连接，帮助小鼠忘记创伤记忆并减轻类似创伤后应激障碍（PTSD）的行为。这一发现可能为治疗PTSD等精神健康状况提供新方法。

创伤后应激障碍是一种心理健康状况，可以通过经历或看到创伤性事件而触发，如自然灾害、严重事故或袭击。在全球范围内，约3.9%的普通人群患有创伤后应激障碍，其症状包括生动的闪回和回避行为，比如远离那些让他们想起创伤性事件的地方或推开人。目前，创伤后应激障碍通常通过治疗或药物治疗，如抗抑郁药，但由于许多人没有有效的反应，研究人员仍在寻找不同的治疗方法。

九州大学药学院的助理教授Risako Fujikawa，她的前任导师，多伦多大学的Paul Frankland教授，以及他们的团队成员Adam Ramsaran，在这项对小鼠的研究中，重点研究了海马体中神经发生（形成新神经元的过程）是如何影响恐惧记忆的能力的。海马体是大脑中一个对形成与特定地点和环境相关的记忆很重要的区域，它每天在一个叫做齿状回的区域产生新的神经元。

“神经发生对形成新记忆很重要，但对遗忘记忆也很重要。我们认为，这是因为当新的神经元整合到神经回路中时，新的连接被建立，旧的连接被丢失，从而破坏了回忆记忆的能力，”Fujikawa解释说。“我们想看看这个过程是否也能帮助小鼠忘记更强烈的创伤记忆。”

研究人员在不同的环境中给小鼠两次强烈的电击。首先，小鼠离开一个明亮的白色盒子，进入一个黑暗的、有乙醇气味的隔间后，受到电击。在另一个不同的环境中受到第二次电击后，小鼠表现出类似创伤后应激障碍的行为。一个多月后，小鼠仍然害怕和犹豫进入原来的黑暗隔间，这表明它们无法忘记创伤记忆。这种恐惧延伸到其他黑暗隔间，表现出普遍的恐惧。此外，小鼠在开放空间中探索的次数减少，并避开中心，表明焦虑。

研究人员随后探索了这些类似创伤后应激障碍的行为是否可以通过运动来缓解，研究表明运动可以促进神经发生。双电击小鼠被分成两组，其中一组配有跑步轮。四周后，这些小鼠的海马体中新形成的神经元数量增加，重要的是，与没有转轮通道的双电击小鼠相比，类似创伤后应激障碍的行为不那么严重。

此外，当小鼠在第二次电击前自由运动时，它也阻止了一些类似创伤后应激障碍的行为的发展。

然而，由于运动以许多不同的方式影响大脑和身体，目前尚不清楚运动的影响是由于神经发生引起的海马回路重新布线还是其他因素。因此，研究人员使用了两种不同的遗传方法来评估新生神经元整合到海马体的影响。

首先，研究人员使用了一种称为光遗传学的技术，他们将光敏蛋白添加到齿状回中新形成的神经元中，使神经元被光激活。当他们用蓝光照射这些细胞时，新的神经元成熟得更快。14天后，神经元长得更长，有更多的分支，并且更快地融入海马体的神经回路。

在第二种方法中，研究小组利用基因工程去除新形成的神经元中减慢神经元生长的蛋白质。这也导致神经元生长得更快，并增加了与神经回路的结合。

这两种遗传方法都减少了小鼠在两次电击后的PTSD样症状，缩短了小鼠忘记恐惧记忆的时间。然而，研究人员发现，这种效果比运动要弱，也没有降低小鼠的焦虑水平。

Fujikawa说：“可能是神经发生和海马体回路的重塑破坏了恐惧记忆，但对情绪或情绪的影响较小。运动还具有更广泛的生理效应，这可能有助于我们看到更强的结果。”

最后，研究小组探讨了增加神经发生和海马体重塑是否也有助于其他精神障碍，其中记忆起着重要作用，如物质使用障碍。对于那些与药物依赖作斗争的人来说，当提醒他们，比如在一个类似的环境中使用药物，引发强烈的渴望时，他们就会复发。

研究人员把小鼠放在一个有两个房间的笼子里。在一个房间里，给小鼠喂生理盐水，在另一个房间里，给小鼠喂可卡因。之后，当被允许自由进入两个房间时，小鼠在它们接受可卡因的房间里呆的时间更长。

然而，当研究人员使用运动和基因方法来促进神经发生和海马体重塑时，他们发现小鼠不再对服用可卡因的房间表现出偏好，这表明小鼠已经忘记了房间和药物之间的联系。

在未来的研究中，Risako计划找到一种可以促进神经发生或海马体重塑的药物，希望它可以作为治疗创伤后应激障碍和药物依赖的潜在方法进行测试。然而，她也强调了锻炼的重要性。

Risako说：“在我们的实验中，运动对减轻小鼠的创伤后应激障碍症状和药物依赖有最强大的影响，对人类的临床研究也表明它是有效的。我认为这是最重要的收获。”

这一发现不仅揭示了运动对心理健康影响的神经生物学机制，也为开发新的治疗方法提供了新的思路。虽然目前的研究是在小鼠身上进行的，但这些发现为进一步研究人类创伤后应激障碍和药物成瘾的治疗方法提供了重要的参考。