“许多人都说运动后感觉思维更敏捷，头脑更清醒，”宾夕法尼亚大学的通讯作者J. Nicholas Betley说道。“因此，我们想了解运动后大脑内部发生了什么，以及这些变化如何影响运动的效果。”
运动后大脑活动持续
在实验过程中，Betley及其团队观察到小鼠在跑台跑步后大脑活动增加。最显著的变化出现在一个称为腹内侧下丘脑（VMH）区域内的神经细胞中，该区域有助于调节身体管理能量、体重和血糖的方式。
研究人员追踪了腹内侧下丘脑中一组特定的神经细胞，即所谓的类固醇生成因子-1（SF1）神经元。这些神经元在小鼠跑步时变得活跃，并在运动结束后继续放电至少一小时。
经过两周的每日跑台训练，小鼠表现出明显的耐力提升。它们在达到力竭状态前能够跑更长的距离并保持更快的速度。脑部扫描还显示，训练后激活的SF1神经元数量增多，且其活跃水平远高于研究开始时。
关键神经元与耐力提升相关
科学家随后测试了如果阻断SF1神经元与大脑其他部分的通讯会发生什么。神经元活动被阻断的小鼠疲劳得更快，并且在两周的训练期间未能获得耐力提升。
研究人员特别惊讶地发现，仅在运动后阻断这些神经元就足以阻止耐力的提升，尽管这些神经元在锻炼期间仍正常工作。这一发现表明，运动后的大脑活动可能在帮助身体适应训练方面起着至关重要的作用。
“当我们举重时，我们以为只是在锻炼肌肉，”Betley说。“事实证明，我们在运动时可能也在增强我们的大脑。”
运动恢复与大脑功能
这一效应背后的确切生物学过程尚不清楚。然而，Betley认为，运动后SF1神经元的持续活动可能通过改善储存葡萄糖的利用方式，帮助身体更有效地恢复。这可能使肌肉、肺部和心脏能更快地适应日益剧烈的运动。
研究人员希望这些发现最终能带来新方法，帮助老年人保持活力，并协助中风或受伤患者的康复。这项工作也可能造福那些希望提升表现和恢复能力的运动员。
“这项研究为理解如何从运动中获得更多益处打开了大门，”他说。“如果我们能缩短时间线，帮助人们更快看到成效，可能会鼓励他们坚持锻炼。”
这项工作得到了宾夕法尼亚大学、国立卫生研究院、国家科学基金会、韩国国家研究基金会、罗德岛机构发展奖、罗德岛基金会以及普罗维登斯学院的支持。