练瑜伽和太极拳,短时间轻运动可提高记忆力

现代生活(衣食住行) 2018年10月09日
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日本筑波大学与美国加利福尼亚大学欧文分校组成的联合研发小组首次通过人体实验确认,模仿瑜伽和太极拳等轻度运动的超低强度运动可激活以海马体为中心的记忆系统,提高记忆力。

研发小组此前已利用自主开发的动物运动模型确认,即使是毫无压力的轻度运动也能刺激负责学习和记忆的海马体,增加新形成的神经细胞的数量等。不过,由于海马体是位于大脑中心部位、尺寸小且复杂的一个大脑组成部分,因此一直未能通过人体进行验证。

在本次研究中,研发小组利用最先进的高功能磁共振成像(MRI)技术,让被测试在进行10分钟超低强度运动后和安生后分别执行记忆课题,并以高分辨率实现此时大脑活动的可视化,然后对二者进行了比较。结果显示,超低强度运动能激活海马体,通过调控以海马齿状回为中心的记忆系统整体,有助于提高记忆力。

今后有望以此次的研究成果为基础,开发老年人和低体力者也能完成的以激活海马体为目标的轻度运动项目。

相关研究成果于9月24日发表在美国国家科学院发行的综合科学杂志《美国国家科学院院刊》(PNAS:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)”上。

研究内容与成果

本研究利用筑波大学半机器人(Cybernics)研究中心拥有的3T MRI完成,3T MRI能以高分辨率和低噪声进行拍摄。研发小组以36名健康年轻成年人为对象,按照随机分配的顺序让被测者分别在运动条件下和安静条件下实施了2次实验(图1A)。在运动条件下,被测者进行10分钟的踏板运动后(运动结束5分钟后),利用MRI装置进行了记忆测试。在安静条件下,被测者没有运动,而是坐到座位上安静后进行了记忆测试。运动强度属于超低强度,根据为每位被测者预先测量的最大摄氧量,将运动负荷设定为30%。记忆课题是依次展示相似但不完全相同的两个物体的照片,记录被测者能否注意到其中的区别(图1B)。该课题用来评测海马齿状回的功能,即辨别模糊记忆的能力(图案分辨能力)。这种能力非常重要,负责将日常生活中的事件与类似经历区分开,并准确而详细地进行记忆。在记忆课题中,研发小组以高分辨率(1.5×1.5×1.5mm)对海马体及其周边部位进行MRI拍摄,并分析了海马体内的各部位及周边皮层在试验中准确辨别出类似物体的大脑活动。另外,还通过蛋白互作网络(PPI)分析,探索性地研究了与齿状回之间的信息传递变得活跃的区域。

实验结果与假设一样,进行超低强度运动后记忆课题的成绩提高(图1C)。根据MRI的结果确认,超低强度运动①能增加海马体(齿状回/CA3、CA1、海马下托)及向海马体传递感觉信息的区域(内嗅皮层、海马旁回)的活动、②能激活齿状回与海马体周边对视觉信息记忆比较重要的几个区域(海马旁回、角回、纺锤状回)之间的信息传递(图2C)。另外发现,海马齿状回与这些周边皮层之间的信息传递越活跃的人,记忆课题的成绩提高越大。这表明,超低强度运动通过强化海马齿状回-皮层网络,可能会提高记忆力。

通过上述测试可以确认,超低强度运动通过激活海马体,对记忆系统整体进行正调控,能提高记忆力。此次的研究结果首次证明,人通过慢节奏步行、练瑜伽和打太极拳等轻度运动也能刺激海马体,从而提高记忆功能。

练瑜伽和太极拳短时间轻运动可提高记忆力

图1.实验概要

A 实验流程。被测者在不同的日子分别参与运动条件和安生条件下的实验。

B 记忆课题的介绍。给被测者看日常生活中常见的物体照片,与之前看过的物体相比,让被测者从①完全相同、②相似但不完全相同、③初次出现的物体,这三个选项中选择作答。根据能分辨类似物体“相似但不相同”的比例来评价记忆能力。

C 记忆课题的评价结果。进行超低强度运动后再执行记忆课题时,记忆力提高,准确回答类似物体“相似但不相同”的比例增加。

练瑜伽和太极拳短时间轻运动可提高记忆力

图2:脑内机制分析

A 大脑的侧视图。红色表示海马体,浅蓝色表示海马体周边的皮层区域。

B 图A截面的大脑前视图。用不同颜色显示了本次研究分析的海马体的下部区域和周边皮层。

C MRI的结果汇总。进行超低强度运动后,①神经活动增加的大脑部位和②与齿状回之间的信息传递被认为变得活跃的区域。由于齿状回与CA3区域非常复杂地交错在一起,本次研究将其作为1个区域综合进行了分析。

文 客观日本编辑部

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