【醫(yī)學(xué)名家談】

今天，我們處在一個知識爆炸的時代，各種來源的信息總量遠(yuǎn)超過上個世紀(jì)，且不同信息呈現(xiàn)碎片化、多元化特征，使我們對信息加工處理的難度大為提高。更快的社會工作生活節(jié)奏帶來的各方面壓力，確實影響了我們的記憶功能。這一點通過不同學(xué)科的研究都有證實：例如，在較高的精神壓力下，不同認(rèn)知任務(wù)的準(zhǔn)確度和效率都有明顯下降，并伴隨短期工作記憶的衰退；而在動物研究中，我們可以更直觀地看到大腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞之間的連接結(jié)構(gòu)（稱為“突觸”）在環(huán)境或是精神壓力模型下的退化及功能失調(diào)。就目前神經(jīng)科學(xué)和心理認(rèn)知科學(xué)的研究而言，長期的精神壓力，可改變體內(nèi)的激素水平（如皮質(zhì)醇等），進(jìn)而影響神經(jīng)突觸相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白的表達(dá)和神經(jīng)信號的傳導(dǎo)。而各種不同類型的記憶信息，多被認(rèn)為存儲于特定的“記憶印跡細(xì)胞”以及它們之間的連接模式中。由此可見，精神心理壓力，確實有可能通過神經(jīng)突觸的結(jié)構(gòu)或是功能異常，影響我們的記憶功能。值得注意的是，除了傳統(tǒng)的激素軸的調(diào)控外，近年來國內(nèi)外的一些研究，也指出了包括腸道、肝臟等機(jī)體代謝器官以及機(jī)體的免疫細(xì)胞，在壓力應(yīng)激條件下影響腦功能的可能。

基于神經(jīng)突觸對記憶功能的關(guān)鍵作用，神經(jīng)科學(xué)家對不同年齡段人群的大腦標(biāo)本進(jìn)行了深入的研究。值得注意的結(jié)果是：人腦內(nèi)的神經(jīng)突觸密度，在出生后快速增加，至2~3歲時達(dá)到最高峰，此后逐步下降。這一下降的過程我們稱為“突觸修剪”，但這并不意味著人類的記憶力在幼年期之后就會立即下降。相反的，正常的突觸修剪，對于長期記憶的鞏固和再提取，具有重要的作用。如果童年期的突觸修剪出現(xiàn)異常，反而可能會導(dǎo)致自閉癥等神經(jīng)發(fā)育障礙。我們可以把突觸修剪理解為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化和整合，即大腦需要把神經(jīng)傳導(dǎo)能力集中到關(guān)鍵性的突觸連接上，才能夠更高效的儲存和處理記憶信息；反之，無序的大量突觸連接，只會造成無用信息的堆積，影響正常的腦功能。因此，我們?nèi)粘＝?jīng)驗中認(rèn)為的，18~30歲的青年人正處于記憶力高峰，有其科學(xué)依據(jù)：即這一年齡段的人群腦網(wǎng)絡(luò)發(fā)育正處于成熟期，且機(jī)體其他器官也多處于最有活力的狀態(tài)，可以充分保障大腦的工作所需。

記憶功能對于我們的生活學(xué)習(xí)和工作都至關(guān)重要，如何有效促進(jìn)記憶力，一直是心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)乃至教育學(xué)等不同領(lǐng)域?qū)＜液痛蟊娝�關(guān)心的熱點問題。實質(zhì)上，到目前為止，在發(fā)育成熟的人類大腦中，并沒有一種藥物或是外來物質(zhì)，確實能提升神經(jīng)突觸的連接并改善記憶。在這一前提下，我們倡導(dǎo)的生活方式干預(yù)，如規(guī)律運(yùn)動、科學(xué)飲食等，實質(zhì)上是通過對機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，激活我們機(jī)體本身的外周-腦互作網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到改善腦功能的目的。以我們近期開展的多項運(yùn)動改善腦功能的研究為例，通過系列動物模型研究，發(fā)現(xiàn)了慢性運(yùn)動可以激活肝臟里面的特定氨基酸代謝，這種氨基酸衍生物可以通過血液循環(huán)進(jìn)入腦內(nèi)，進(jìn)而改善腦內(nèi)突觸相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄本的甲基化水平，促進(jìn)其蛋白合成，并最終增強(qiáng)了相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能；而在腦內(nèi)的分子學(xué)研究，也說明了運(yùn)動干預(yù)可能是通過和細(xì)胞代謝密切相關(guān)的雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路，從而增強(qiáng)突觸結(jié)構(gòu)和功能可塑性，并改善記憶認(rèn)知功能。通過這些研究可以看出，運(yùn)動對于腦功能和記憶的改善效果有著切實的生物學(xué)證據(jù)；同時很多機(jī)制和代謝通路有關(guān)，這也和運(yùn)動的主要生理效果之一，即調(diào)整機(jī)體代謝水平不謀而合。在未來的研究中，我們也會著重聚焦運(yùn)動對代謝、免疫等外周功能的影響，進(jìn)而深入解析其腦健康機(jī)制。

人們關(guān)注記憶功能，其中一個很重要的訴求，就是延緩衰老所帶來的記憶功能減退。認(rèn)知障礙是腦衰老最突出的表現(xiàn)之一，其原因包括了血管性或是蛋白變性等。以阿爾茨海默病（AD）為代表的認(rèn)知退化，是當(dāng)前人口結(jié)構(gòu)老齡化面臨的主要健康挑戰(zhàn)之一。在這一現(xiàn)狀下，我們倡導(dǎo)運(yùn)動干預(yù)，更為強(qiáng)調(diào)的是極早期的預(yù)防作用，而非明顯的認(rèn)知缺陷出現(xiàn)后的干預(yù)。有研究顯示，中青年的健康生活方式如規(guī)律運(yùn)動、低脂飲食等，有可能降低老年階段的認(rèn)知障礙發(fā)病率，或是推遲其發(fā)生年齡。這一學(xué)說也有一定的生物學(xué)證據(jù)：作為極難新生的成熟神經(jīng)細(xì)胞，其突觸結(jié)構(gòu)的過度消減，長期積累后必然造成認(rèn)知功能的障礙。而我們的研究結(jié)果，已經(jīng)說明了運(yùn)動可以有效保護(hù)突觸結(jié)構(gòu)，使其免于受到環(huán)境壓力的過度修剪，從而可能在較長時間跨度上保護(hù)記憶功能。除了對于突觸結(jié)構(gòu)的保護(hù)外，運(yùn)動的長期效果還可通過其表觀遺傳學(xué)效應(yīng)體現(xiàn)。即運(yùn)動可能通過影響特定基因如神經(jīng)生長因子、突觸結(jié)構(gòu)蛋白的表達(dá)水平，從而延緩腦衰老和認(rèn)知減退。簡言之，作為一種非藥物策略，長期運(yùn)動可能是減輕記憶衰退的有效方案之一。

在我們關(guān)注運(yùn)動與腦健康的實際應(yīng)用時，一個常被提及的問題就是，如何科學(xué)合理的運(yùn)動，才能夠更好地促進(jìn)認(rèn)知功能？經(jīng)典的體育科學(xué)主要依據(jù)心肺負(fù)擔(dān)，將運(yùn)動分為不同的強(qiáng)度等級。基于新近的循證依據(jù)，世界衛(wèi)生組織（WHO）提出，每周2~3次規(guī)律性的中高強(qiáng)度（每次15分鐘左右）運(yùn)動，可以對包括大腦在內(nèi)的多臟器健康產(chǎn)生長期受益。在“健康中國2030”規(guī)劃中，明確提出了“運(yùn)動處方”的概念。而如何針對每個人的實際情況，制定科學(xué)合理的個性化運(yùn)動處方，是推廣運(yùn)動干預(yù)的一個重大挑戰(zhàn)。針對這一問題，我們課題組近年來聚焦“運(yùn)動因子”，即機(jī)體在運(yùn)動后釋放的一類細(xì)胞因子或代謝物等分子。通過分析這些運(yùn)動因子和記憶功能的機(jī)制，我們有望在不久的未來，通過定量評估機(jī)體內(nèi)不同運(yùn)動因子的水平，預(yù)測或是評估運(yùn)動干預(yù)的腦健康功效，進(jìn)而指導(dǎo)個體調(diào)整運(yùn)動方案和強(qiáng)度，從而實現(xiàn)科學(xué)運(yùn)動，促進(jìn)記憶力的發(fā)展。

（作者：蘇國輝、張力，分別系中國科學(xué)院院士、暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院院長，暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院副研究員）