马德里，18（欧洲出版社）
西班牙国家研究委员会（CSIC）卡哈尔神经科学中心（CNC）的一项研究表明，微生物群能够调节适度体育锻炼对记忆力的积极影响。
首先，研究人员在动物模型中观察到，持续约40分钟的中等速度体力活动可以提高肠道菌群的多样性。他们还发现，肠道菌群的这些变化极大地调节了体力运动对大脑的影响，例如改善记忆力和促进神经发生。
该研究结果发表在《柳叶刀》集团旗下期刊《eBioMedicine》上，为开发未来基于微生物群的疗法对抗神经退行性疾病和认知障碍开辟了一条新途径。
研究人员指出，运动对大脑的影响早已为人所知，例如其应对衰老或改善阿尔茨海默氏症等疾病进展的能力。
然而，他们警告说，实现这些积极效果取决于“激效效应”（hormesis），即决定其演变直至达到阈值（即拐点）的曲线。超过阈值，增加运动强度或持续时间不仅会导致其效果消失，还会适得其反。激效曲线因人而异，因此决定拐点的具体强度仍在研究中。
现在，由卡哈尔神经科学中心 (CNC-CSIC) 研究员 José Luis Trejo 协调的研究已经在动物模型中证明，适度运动（以平均速度持续约 40 分钟）可以提高认知能力、空间辨别能力以及海马体（记忆和学习的关键区域）中新神经元的发育。
因此，所有这些认知益处都依赖于体育锻炼，但最重要的是适度锻炼，因为过度增加强度或持续时间会导致其失效，正如在小鼠身上观察到的中性结果所表明的那样。“存在一个最佳的运动水平，从中可以获得益处，超过这个水平不仅可能无济于事，实际上还会阻碍这些改善，”CNC-CSIC 研究员、该研究的第一作者 Elisa Cintado 强调道。
除了确定理想的体育活动以达到对认知功能和神经发生（即成人大脑中新神经元的生成）的影响之外，该研究的主要结论还揭示了这些益处是由肠道菌群组成的变化所介导的。为此，研究人员设计了不同的运动方案，包括中等强度训练、长时间训练和高强度训练，并分析了它们对小鼠记忆力、大脑和菌群的影响。
Trejo 解释说：“我们的实验模型使我们能够验证，尽管我们早就知道定期锻炼可以改善大脑健康，但我们并不知道肠道微生物群在此过程中的具体作用。”
微生物群的重要性
肠道菌群，即栖息于肠道的一组微生物，会因生活方式的不同而变化。研究人员观察到，适度的体育锻炼在增加细菌多样性（健康菌群的指标）和特定细菌属方面发挥着重要作用。
这些属中的一些的存在，例如“醋酸菌”或“毛螺菌科”细菌的某些物种，对提高动物的认知能力有积极作用。
为了确定这些微生物变化与运动的影响之间究竟是相互关联还是起因果作用，科学家们更进一步：进行了粪便菌群移植。他们从进行过中度或长时间运动的小鼠身上采集粪便样本，并将其移植到久坐不动的小鼠体内。
结果表明，久坐不动的动物在接受（中度）跑步者提供的菌群后，记忆力有所改善，神经发生也增加了，就像运动动物一样。然而，接受长期跑步者提供的菌群的动物并没有表现出这种改善。“这从因果关系上表明，运动的认知效应很大程度上是由肠道菌群介导的，”辛塔多说。
肠道与大脑之间的复杂共生关系
研究小组还研究了运动动物和接受过中等强度运动的动物的微生物群的动物认知能力改善的大脑机制。结果表明，对大脑的有益作用是由于海马体中神经干细胞（神经元祖细胞）和未成熟神经元的增加。
Trejo 解释说：“某些肠道细菌水平与神经发生细胞标志物之间的统计相关性是一致的，这强化了肠道菌群作为大脑可塑性调节剂的假设。”
此外，研究人员发现，这种影响并不仅限于大脑；适度运动的动物表现出血脑屏障（保护大脑免受有害物质侵害的血管网络）和肠道上皮（阻止毒素和病原体进入肠道的细胞）的保存得更好。相比之下，接受更剧烈体力活动的动物模型则表现出这两种生物屏障都发生了改变。
尽管实验是在动物模型上进行的，但结果对人类健康具有重要意义。作者指出，这项研究支持了以下观点：运动对大脑的影响很大程度上取决于运动的类型、持续时间和强度，而根据个人的生理和微生物特征进行个性化体育锻炼可以最大限度地发挥其益处。“我们应该重新思考‘运动量大并不总是好’的观点。根据每个人的情况量身定制的适度、持续的锻炼对身体和大脑都更有效，”CNC-CSIC 的研究人员说道。
这项研究也为未来基于微生物群的疗法开辟了一条新途径。利用微生物群作为调节大脑功能的可能性，构成了神经生物学中一个充满希望的领域，有望应用于神经退行性疾病和认知障碍。
