自然：運動すればするほど、賢くなります！平らに横たわったマウスは脳細胞をより多く成長させる

左手にコーヒーを持ち、右手に「ハッピーウォーター」を持ちます。仕事中は長時間座り、仕事が終わったら葛優のように横になります。最近、脳の働きが悪いと感じたことはありませんか？記憶力も低下しているようですね？

もっと自信を持って、「思われる」部分を取り除いてください。

最新の研究によれば、長期間運動しないと脳が衰える可能性があることが明らかになったからです。

最近、スタンフォード大学医学部の研究チームは、血漿中に脳に有益な「抗炎症因子」が存在する可能性があり、これらの抗炎症因子のレベルは運動によって大幅に増加できることを発見しました。これらの抗炎症因子を運動していないマウスに注入すると、学習能力や記憶力さえも改善される可能性がある。

さらに、認知障害のある患者は、6か月間の運動後に体内の抗炎症因子のレベルが上昇していることも発見されました。

「運動血漿はクラステリンを介して記憶力を高め、脳の炎症を抑える」と題された関連研究論文が、トップ科学誌「ネイチャー」に掲載された。

（出典：ネイチャー）

研究チームは論文の中で、今回の研究結果がアルツハイマー病や類似疾患の治療法開発の新たな方向性を示しているとも述べている。

記憶力を向上させたいですか?ただ動くだけ。

「運動は健康に良い」というのは、おそらく世界中で認められている真実でしょう。人間であれ動物であれ、適切な運動は認知老化や神経変性の遅延など、身体の質のさまざまな側面を改善することがよくあります。しかし、運動がこれらの機能を達成する根本的な要因とメカニズムは、ほとんど解明されていません。

これらの問題を分子レベルで明らかにするために、研究者らはマウスを使った一連の実験を行った。まず、オスのマウスを実験群と対照群に分けました。前者はマウスの運動を促すために「トレッドミル」の役割を果たすローラー付きのケージに入れられ、一方、対照群のマウスは動かなかった。次の 28 日間、運動マウス血漿 (RP) とコントロールマウス血漿 (CP) を 3 日ごとに受容マウスに注入し、血漿特性に違いがあるかどうかを観察しました。

結果は、RP を注射したマウスでは全体的な細胞生存率が増加したのに対し、CP を注射したマウスでは有意な変化が見られなかったことを示しました。 RP を投与されたマウスの血漿中の増殖細胞、神経芽細胞、生存細胞の総数は、CP 対照マウスと比較して有意に増加しました。注目すべきことに、これらの特徴は運動マウス自体の血漿の変化と一致していました。

さらに、研究者らは両系統のマウスに空間学習と記憶のテストを行った。結果は、RP の注射によりマウスの文脈学習能力と記憶力が向上したことを示しており、これは神経新生に対する効果と一致しています。

図 | RP を与えられた受容マウスと CP を与えられた受容マウスのモリス水迷路パフォーマンスの違い。マウスを水中に入れた場合と、マウスがプラットフォームを見つけて陸に上がるまでにかかった時間を比較しました (左)。 2 つのグループのマウスが仮想プラットフォームと対話する時間、頻度、および遅延を比較しました (右)。

脳を守るためにもっと運動しましょう

これまでの研究では、運動による脳の認知機能の向上は、海馬の可塑性の向上と炎症の軽減に関連していることが確認されています。

そのため研究者らは、定期的に運動する人の体内には、脳を保護し、海馬の炎症を軽減できる「運動抗炎症因子」があるのではないかと仮説を立てた。

研究者らはまず、神経変性疾患関連の神経炎症を患うマウスにRPを注射し、それが神経炎症を軽減できるかどうかを観察した。関連遺伝子の発現を検出することで、RP が実際に海馬における神経炎症反応を効果的に抑制できることを発見しました。

これは研究者の仮説をさらに裏付けるものである。

RP 血漿の抗炎症成分を特定するために、研究者らは RP で最も差次的に発現する 4 つのタンパク質、クラステリン CLU、FH タンパク質、糖タンパク質色素上皮由来因子 PEDF、および白血病抑制因子受容体 LIFR を免疫沈降しました。すべてのマウスで海馬の炎症が発症しました。対照群のマウスには完全なRPが全身的に注射され、実験群のマウスは4つのグループに分けられ、CLU、FH、PEDF、およびLIFRが欠落したRP血漿が注射されました。 8時間後、マウスの海馬をDNAシーケンシング法で解析し、免疫および炎症遺伝子の発現を調べました。

最終的に、研究者らは「抗炎症因子」を特定しました。CLU タンパク質のない RP は抗炎症特性をほぼ失い、他の 3 つのタンパク質にはほとんど効果がありませんでした。研究者らは、染料を使用してさまざまなクラスの CLU タンパク質にラベルを付けた後、組み換えクラステリン (rCLU) の主な抗炎症作用をさらに正確に特定しました。

図 |運動前後の被験者の血漿中のさまざまなタンパク質の変化。灰色の三角は運動前、青い円は運動後（出典：論文）

これらの実験結果が人間にも有用かどうかを判断するために、研究者らは健忘性軽度認知障害を患う退役軍人20人を対象に実験を行った。 6か月間の運動後、運動している患者ではCLUが大幅に増加し、海馬の炎症に関連するタンパク質が大幅に減少したことがわかった。

そのため、今回の研究で発見された「抗炎症因子」は人体にも応用できる可能性が高く、アルツハイマー病などの患者の治療に新たな希望をもたらす可能性もある。

10分間走ると体と心全体に良い影響がある

偶然にも、先月末にネイチャーのサブジャーナルであるサイエンティフィック・リポーツに掲載された論文でも、運動の重要性が明らかにされた。筑波大学の研究チームは、毎日激しい運動をする必要はないことを発見した。 10分間走るだけでも精神衛生に良い影響があります。

（出典：Scientific Reports）

これまでの研究では、運動によって気分が改善されることが示されていますが、それらの研究では通常、運動の一形態としてサイクリングが取り上げられています。研究者たちはこの実験を通じて、感情を制御し、さまざまな機能を果たす脳の領域に対するランニングの影響を研究したいと考えている。

「走行中のバランス、動き、推進力を調整するために必要な制御の程度を考えると、前頭前野の神経活動が増加し、この領域の他の機能も脳リソースの増加から恩恵を受けるのは当然です」と責任著者の宗谷英明教授は説明しています。

研究者らは仮説を検証するために、被験者に10分間走らせ、その後ストループ色彩語テストを使用して感情状態を観察し、被験者が各タスクを実行している間の脳活動に関連する血行動態の変化に関するデータを取得しました。たとえば、「赤」という単語は緑色で書かれており、参加者は単語を読むのではなく、色を言う必要があります。この時点で、脳は 2 セットの情報を同時に処理し、無関係な情報を抑制しなければなりません。

図｜対照群と実験群の色彩語テストの結果。反応時間、エラー率、ストループ干渉状態、走行前と走行後の2つのグループの比較（出典：論文）

結果は、中程度の強度のランニングを10分間行った後、ストループ干渉効果の持続時間が大幅に短縮されたことを示しました。

さらに、被験者の両側前頭葉も色彩単語テスト課題中に著しく活性化されました。参加者は走った後、気分が良くなったとも報告した。

研究者らは、前頭前皮質の多くの特徴が人間に特有であることを考慮すると、この研究は「10分間走ることが体と心全体に良い影響を与える」という利点を示しているだけでなく、運動が人類の進化の歴史においてより深い役割を果たしている可能性を示唆していると述べた。

こんなにたくさん聞いたのに、なぜ行動を起こさないのでしょうか?

参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04183-x

https://www.nature.com/articles/s41598-021-01654-z

執筆者: ウー・ティンティン

編集者：コウ・ジェンチャオ

レイアウト: 李雪偉

出典: アカデミックヘッドライン