新证据新发现：太极拳有益大脑健康

新证据新发现：太极拳有益大脑健康

最近科学家找到了意念的研究方法。

研究表明，每个微小念头都是大脑的一场盛宴，现在科学家找到了“入场券”。

具体来说就是找到了神经元传递信号的线索。世界顶级《自然》杂志认为，神经元膜电压读取将驱动神经科学的下一场革命！

人类大脑平均包含大约1200亿个神经元，这是个多大的数量？据说太极拳是能调动深度神经元的高级运动，是运动中的冥想。

这些神经元不断地通过被称为树突的分支结构接收和发送信息。到达树突的化学或电信号会在细胞膜上引起小小的电压变化，这种电压变化会向细胞体传递。当电压变化的总和达到一个激发水平（又称为阈值）时，神经元会释放一个电高峰，即一个动作电位。这一动作电位会沿着神经分支（被称为轴突）以高达每秒150米的速度传导，从这里，信息会以化学信号或电信号的形式传递给下一神经元的树突。神经元信号积聚、发散、协同，从而产生各种思想、情感、动作和反应，包括一瞬间脸红和婴儿打嗝等。

2010年，生物物理学家 Adam Cohen在旧金山漫步的时候接到了一个意外的电话。 “我们看到了信号！”电话那一端说。在距离旧金山约5000公里的马萨诸塞州剑桥，Cohen的同事已经有了关键的发现。经过几个月的失败，研究人员终于发现了一种荧光蛋白，通过这种荧光蛋白他们可以观察到神经元之间的信号传递。

一年之后，Cohen团队发表了他们的研究——这是将荧光蛋白导入特定哺乳动物神经元实现实时跟踪电信号传递的最早研究之一。

几十年来，神经科学家一直试图观察大脑语言的主要组成部分——传递极为迅速的电信号。虽然电极片能够测定电压，可靠地记录单个神经元的活动，但却很难同时捕捉很多信号，尤其是在观察时间较长的情况下。

20世纪40年代，像头发一样薄的微型电极被开发出来，它们可以插入大脑，抵着神经元甚至进入神经元内部，精确快速测量膜电压。但是这种方法只能同时监测一个或几个神经元，且监测时间有限。

60年代开始研究感应到电信号就会发出荧光的传感器或者探头物质。运用最广泛的被称为钙指示剂。在发生动作电位时，钙离子会流入神经元细胞内，这些指示剂与钙结合时会发出荧光。70年代，科学家们开始开发染料传感器，直接检测膜电压的变化。

90年代，研究人员开始测试可以通过基因工程标记特定神经元的指示物。第一个基因工程编码电压指示器（GEVI）于1997年被开发出来；自那以后，科学家们已经制造了二十多个传感器。其中有些是将电压敏感蛋白与荧光分子结合起来制成的（参见“荧光感受器”）。当这些蛋白质检测到电压的变化时，它们会改变自己的三维结构以及它们偶联的分子的荧光。

Cohen和他的同事开发了新的GEVI并改进了显微镜技术，以便同时记录多个神经元的亚阈值电压变化，还实现了记录时间的延长，现在他们能够对同一个神经元的电活动进行长达一周的观察。

Helen Yang是斯坦福大学的研究生，她决定尝试使用GEVI研究果蝇的视觉系统神经元。但是，在第一次实验中，Yang在显微镜下并没有看到细胞的荧光发生改变，即便是她在果蝇眼睛前照射一束明光时也没有。

直到分析数据的时候她才意识到视觉刺激其实产生了信号，只不过这个信号非常小。“我非常兴奋，但我的实验室伙伴却有点失望。”她说，“因为这个信号非常小，噪声又很大。”于是Yang开始尝试调整显微镜设置，增加激光功率，加快成像速度。她说：“我基本上已经调到了显微镜的最大速度。”这是因为电压感受器对电信号的反应非常快，以至于荧光的变化只能在几分之一秒内被检测到。“如果你只在细胞反应期间捕获了一帧画面，那这个反应自然看起来很小。”Yang说。

Yang最终成功使用GEVI研究了果蝇的神经元是如何处理视觉信号的，但迄今为止，她所面临的各种挑战正阻碍电压成像成为一种主流技术。Cohen说，电压成像需要先进的，通常情况下是定制的显微镜。“传统荧光显微镜做不到这一点。”

斯坦福大学蛋白质工程师Michael Lin表示，在过去的五年里，BRAIN计划所提供的资助推动了电压成像领域的进步，包括开发出了更好的GEVI。

有一个问题是哺乳动物的大脑并不是透明的：事实上，它看起来像豆腐一样，加州大学伯克利分校的物理学家Na Ji说。为了能够观察大脑深部的神经元，研究人员只能使用一些更具侵入性的方法，比如去除一些覆盖组织或将一种被称为微内窥镜的微小光学设备直接放置到大脑中。另一种无创且能观察深达1 mm的不透明组织的技术是双光子显微镜。

最近一个刊登在《神经科学前沿》（Frontiers in Neuroscience）杂志上的研究显示，下肢运动有益于大脑。也就是说：腿部运动竟会调节大脑神经干细胞的数量、增殖以及分化。

该研究表明，我们的腿部运动不仅仅是被大脑支配的一个被动行为，反过来，它对大脑中神经干细胞的数量、增殖以及分化都有着积极的影响[1]！也就是说，我们“被安排”用腿部跑跳走路，以及负重锻炼肌肉（比如健身党们熟悉的杠铃深蹲什么的）不是“偶然”的，它的意义不仅仅在于行为层面，更在于神经层面。大脑神经与腿部肌肉的信号传递不是单行线，大脑指挥了腿部的动作，同时，它的健康与发育也在接受着腿部运动的调节。

神经元干细胞主要能够分化成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。神经元就不用多说了，另外的星形胶质细胞和少突胶质细胞都可以为神经元提供营养和支持，星形胶质细胞还可以调节大脑内电信号的传导，在神经元受损后修复神经。神经发育障碍领域中还有观点认为，星形胶质细胞的功能障碍在自闭症谱系障碍和精神分裂症等精神障碍疾病中发挥作用[2]。少突胶质细胞的损伤也与脑瘫、脊髓损伤、中风和多发性硬化症等都有关系。

星形胶质细胞

这项新的研究是由意大利米兰大学的研究人员完成的，他们表示，近几年来，不断有研究发现，运动对大脑或是大脑中的神经元有好处，不过，这些研究普遍关注的是疾病症状或是神经通路的改变，而对于它们的“基础”——神经干细胞的影响却几乎没什么关注。

另一方面呢，研究人员还发现，那些被送到太空里去执行任务的宇航员和因为疾病长时间卧床不起的患者除了肌肉出现不同程度的萎缩外，大脑的功能也会受到一定的影响。不管是卧床的患者还是宇航员，细想一下，他们主要缺乏的都是下肢锻炼，而不是上肢。

您知道哪个运动对下肢要求比较高吗？

英国《独立报》近日报道，最新研究证实，武术不仅可以强身健体、提高心理健康水平，还有助于增强大脑认知。这一结果适用于所有年龄段人群。

运动有许多益处，如慢跑可以延长寿命，瑜伽使人心情愉悦。但有一种运动，不仅有益身心健康，更可以增强大脑认知，这种运动就是武术。研究认为，注意力状态训练则是使大脑进入一种更为集中的特殊状态。这种状态可以通过冥想、瑜伽等运动达到。武术更是一种注意力状态训练。最近的研究显示了运动和反应能力提升之间存在的联系，为这一观点提供了支持。另一项研究也表明武术锻炼，可以使人在分配注意力任务中有更好的表现。