東京大學開發了新型自閉癥小鼠模型，揭示了運動為什么可以消除自閉癥譜系障礙（ASD）的神經元之間的過度連接，從而改善大腦結構。這些經過“運動訓練”的小鼠（讓它們自發地跑一個月跑輪），再與健康小鼠比較，結果行為差異消失，大腦結構差異縮小。

東京大學開發了新型自閉癥小鼠模型，揭示了運動為什么可以消除自閉癥譜系障礙（ASD）的神經元之間的過度連接，從而改善大腦結構。這些經過“運動訓練”的小鼠（讓它們自發地跑一個月跑輪），再與健康小鼠比較，結果行為差異消失，大腦結構差異縮小。

研究小組負責人Ryuta Koyama副教授說：“證據表明，自愿鍛煉是一種安全、無藥物的方式，可以改善整體健康狀況，現在我們對鍛煉如何積極地改變自閉癥患者的大腦結構有了更好的了解。”

這項研究是在小鼠身上進行的，研究人員警告不要期望運動能成為任何人類疾病的靈丹妙藥。

“這項研究一個非常重要的部分是，小鼠沒有被迫運動——任何體育活動都是自愿的。如果孩子們感興趣，應該鼓勵他們做任何他們想做的運動，但是這項研究并沒有揭示不同的活動會如何影響自閉癥兒童的大腦，”Koyama說。

心理健康

大約十年前，小規模兒童試驗表明，經常鍛煉可以改善自閉癥患者常見的社交困難和重復性行為。盡管許多研究調查了運動如何對已經康復的大腦進行大范圍的改變或延緩與衰老相關的神經退行性變，但還沒有關于運動對患有自閉癥的大腦可能有哪些微調的研究。

健康兒童大腦隨著年齡的增長自然會去除神經元之間多余的連接，自閉癥患者大腦的一個決定性特征是連接太多。

小鼠模型研究的結果表明，運動可能以某種方式激活大腦的正常修剪過程。

Koyama說：“運動可能會增強活躍和不活躍神經元連接之間的對比度，以便弱者更容易被切除。”

小鼠健身房

ASD模型小鼠表現出神經發育差異終身行為：它們與新小鼠互動較少，不斷地自我梳理毛發，在新環境中開始進食需要更長時間，這都是焦慮的跡象。

研究人員把一個跑輪放在ASD模型小鼠籠子的角落，這樣它們就可以隨心所欲地奔跑了。從四個星期大到八個星期大的小鼠都能使用跑輪（小鼠的八周相當于人類的成年人）。

“我們數據一部分是可變的，因為我們不能給所有小鼠相同的運動量。有些小鼠可能只運動了一點點，有些可能運動得非常劇烈。

盡管各個小鼠之間存在很大差異，但總體而言，“動起來”的 ASD模型小鼠在使用跑輪僅30天后就表現出了與健康小鼠相似的行為。

細胞研究

研究人員又進行了額外的實驗來觀察ASD模型小鼠的大腦內部。

具體地說，研究人員關注的是海馬中一種叫做苔狀纖維（mossy fibers）的結構，這是大腦中一個被認為對記憶很重要的區域，也是成人新神經元（神經發生）的發源地。單個神經元可以與其他神經元發出的數十個苔狀纖維相連。

小膠質細胞通過吞噬和消化活性較低的突觸來改變大腦結構，這就是為什么它們有時被稱為“大腦的垃圾收集器”。

研究人員利用分子遺傳學和熒光成像技術來鑒定哪些苔狀纖維活躍，并發現小膠質細胞在保留這些活躍的突觸的同時，去除了附近那些不活躍的突觸。

研究人員還將小膠質細胞與健康小鼠的突觸修剪聯系起來。未患ASD的幼鼠接受阻止小膠質細胞活動的藥物。僅僅5天藥物治療后，研究人員發現小膠質細胞受到抑制的小鼠和未用藥的小鼠大腦突觸密度存在顯著差異。

雖然自閉癥的病因是研究的熱門領域，但Koyama的研究團隊指出，自閉癥的可逆性以及運動與小膠質細胞之間的聯系也應繼續受到關注。

原文檢索：Exercise reverses behavioral and synaptic abnormalities after maternal inflammation. Cell Reports, DOI: 10.1016/j.celrep.2019.05.015

來源：生物通