運動如何健腦的可能機制
運動的好處眾所皆知，但不僅限於強化肌肉，連大腦都會有益處。
過去的研究中發現不論在老化的老鼠或人類，規律運動是最有效可以改善因年紀老化的大腦結構及認知功能。最近美國加利福尼亞大學舊金山分校的研究團隊在<Science>期刊上發表一篇關於運動如何對大腦有益的可能的機制與未來治療應用。
研究團隊回顧過去的文獻，發現用異質異體共生技術 (heterochronic parabiosis)能讓年老的老鼠認知功能提升。此技術是將年輕鼠與年老鼠之間以血管互接，讓彼此成為血液循環的一部份，結果年老鼠的海馬迴會有回春的效果，有益於記憶與認知功能。根據此概念，研究團隊進一步將有運動的老鼠之血漿輸給不運動的老鼠，他們發現不運動的老鼠被輸血後，海馬迴的神經元的生成與神經滋養因子的濃度都會增加，認知功能也改善許多。
其中，他們發現一種肝臟裡面很豐富的蛋白質叫做GPLD1(glycosylphosphatidylinositol-specific phospholipase D1)，這種蛋白質對於改善認知功能及增加海馬迴神經新生(neurogenesis)是必須的。而在運動時，這種蛋白質會被誘導出來。此外，GPLD1在有規律運動老人(66-78歲)的血漿中濃度也比較高。但令他們不解的是，GPLD1並不能直接穿越血腦屏障到腦神經細胞裡作用。它們到底是怎麼讓海馬迴回春呢？科學家們推論運動能健腦的作用機制如下（如下圖所示）：(一) 經由運動所誘導出的GPLD1會水解GPI (Glycophosphatidylinositol)，進而釋放某種激素來促進海馬迴的神經新生，並增加神經滋養因子的釋放。(二) 在運動後血液裡的脂肪賀爾蒙(adipokine)、肝素(hepatokine)、及肌肉激素(myokine)會互相對話，幫助脂肪轉換為好的棕色脂肪(brown fat)、提升代謝效率、使腦源性神經營養因子(BDNF, brain-derived neurotrophic factor)增加，有益於睡眠、情緒與記憶等認知功能的表現。
儘管本篇研究並未指出需要多少運動的量及強度才能達到大腦回春的效果。但本篇研究暗示，或許某一天，那些不便或不愛好運動的人，也能夠透過輸入有運動習慣之人的血液來使他們的大腦回春。
Reference:
- Ansere, V. A., & Freeman, W. M. (2020). Exercising your mind. Science, 369(6500), 144-145.
2. Gretchen Reynolds (2020) How exercise may bolster the brain. The New York Times