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，並以34秒32的成績破奧運紀錄！

隨著冬奧會的熱烈舉行，“生命在於運動”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”等全民現象普及開來。

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

近年來科學家發現，運動會促進大腦的發育，眾多的實驗結果顯示，運動導致大腦中的海馬區域神經生成或建立新的神經元，而海馬對於學習、記憶和情緒調節起著至關重要的作用。那麼問題來了，運動是如何促進神經元發生的呢？

早在上世紀90年代，美國的研究人員就有了開創性發現：小白鼠的滾輪運動會增加其大腦的海馬神經元，這個過程與一種名為腦源性神經營養因子（BDNF）的蛋白質產生有關。

當研究人員往培養皿內的神經細胞上“撒些”BDNF，細胞就會自發地形成新的分支。BDNF的分泌量越多，神經元之間的連線越強，大腦突觸才可能織就更多、更強的神經網路，讓我們的大腦更強大。

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

隨後的幾十年裡，運動促進大腦神經元的不同啟用途徑逐漸被發現，包括組織蛋白酶B、血小板因子4和血管內皮生長因子等，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。

近日，我國學者侯聖陶/卓展等聯合多團隊發表在Cell Metabolism的文章再次向“運動如何促進神經發生”這一疑問提供了新的見解。

作者認為，運動過程中產生的含硒蛋白質，是幫助大腦長出新神經元的關鍵，人類也許可以利用膳食補充硒元素，來扭轉由於衰老和腦損傷導致的認知衰退。

（圖片來源：Cell Metabolism）

這一結論的產生源於作者團隊幾年前的一項研究，當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種蛋白質水平在鍛鍊後增加。

其中一種名為硒蛋白P（SEPP1）的蛋白質特別引起了大家的注意——SEPP1可以將硒運輸到大腦，其含量在齧齒動物鍛鍊後增加了兩倍多！

既然得到鍛鍊的小鼠SEPP1蛋白含量發生了顯著變化，那麼硒是否就是運動後神經發生的關鍵因子呢？它的機制有是什麼呢？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，他們選擇了新增兩種外源形式的硒——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）——到神經前體細胞（NPC，會產生新的神經元）中。

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

硒注射增加小鼠DG中增殖前體細胞的數量，但對SVZ中的增殖細胞數量沒有影響

LRP8是SEPP1在腦毛細血管內皮細胞上的受體，二者結合後，可以將硒轉運穿過血腦屏障進入大腦，發揮功效。由此，研究人員構建了SEPP1或其受體缺乏的小鼠，發現，當Sepp1或Lrp8基因敲除後，運動了7天的小鼠的神經前體細胞卻沒有增加，這更加證實了SEPP1是運動製造新神經元的關鍵。

運動誘導的NPC增殖增加需要Sepp1-Lrp8介導的硒轉運

Achucarro Basque神經科學中心的神經生物學家Juan Encinas評價道：“這是第一次發現飲食中通常存在的物質對神經發生具有如此明顯的影響。”

那麼，如果在日常飲食中補充硒，能否能改善大腦老化呢？

於是，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（相當於60歲的人類）的飲用水中添加了硒代蛋氨酸——近1個月後，齧齒動物海馬中新的神經元數量增加了一倍！

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

在依賴海馬區域的兩項記憶任務中，硒處理組小鼠也表現優越。在主動避讓實驗中，接受硒治療的小鼠在避開電擊區方面明顯優於對照小鼠，受到的電擊更少；在迷宮實驗中，接受硒治療的小鼠也學會了比對照小鼠更快地進入逃生箱。

最後，研究人員調查了硒是否有助於逆轉腦損傷導致的認知缺陷。他們將血管收縮劑ET-1分子注射到小鼠的海馬體中，以引起中風樣病變，從而破壞神經元並損害記憶力。在一系列記憶任務中，受損但接受硒治療的小鼠表現與正常小鼠一樣好。另一方面，未經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。

硒可挽救由內皮素1誘導的海馬損傷引起的海馬學習和記憶障礙

講到這裡不禁驚呼，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發生並提高認知功能的機理，還將食物中“喜聞樂見”的元素硒開發出了新用途。這對於因高齡或者虛弱等身體原因而無法鍛鍊的人無疑是個好訊息。

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

參考資料：

［1］ Self-amplifying autocrine actions of BDNF in axon development。 Proc Natl Acad Sci U S A。 2011 Nov 8；108（45）：18430-5。 doi： 10。1073/pnas。1115907108。

［2］ Selenium mediates exercise-induced adult neurogenesis and reverses learning deficits induced by hippocampal injury and aging。 Cell Metab。 2022 Jan 31：S1550-4131（22）00005-5。 doi： 10。1016/j。cmet。2022。01。005。

撰文 | 樂一

編輯 | Swagpp