NeuroImage: 每周散步2小时,可以有效防止记忆下降!

2021
07/29

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生物谷
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白质主要由大脑的轴突布线组成。


白质退化与健康老龄化和阿尔茨海默病的认知障碍有关。确定可以减缓白质恶化的干预措施至关重要。到目前为止,临床试验未能通过扩散磁共振成像证明有氧运动对成人白质的益处。

白质通常被认为是一种被动的脑组织,它处于活跃的灰质对应物的后座,强大的神经元生活在那里。如果神经元是产生信号和电脉冲的脑细胞,那么白质中的轴突就是在神经元之间传输这些信号的线路。

白质主要由大脑的轴突布线组成;由于覆盖在轴突纤维上的脂肪蛋白质和脂质,它获得了“白色”名字。这些蛋白质和脂质提供的绝缘性有助于提高信号从一个大脑区域传递到另一个大脑区域的速度。

近期发表在NeuroImage上的一项研究发现,容易老化的白质区域保留了一定程度的可塑性,在有氧运动的作用下,也可以向好的方向发展,使参与者的记忆力得到提升。


在该研究中,研究员她收集了 180 名健康但公认不活跃的老年人的样本,然后,参与者被随机分成3个小组,在六个月的时间里每周会面 3 次。

第一组:每节课步行约 40 分钟;
第二组:参加了在六个月内逐渐变得更难的舞蹈课;
第三组:作为研究的对照,仅限于平衡和伸展运动,目的是保持低心率。

每个参与者在干预前后都接受了一系列磁共振成像以及认知和心肺测试,以评估身体活动对大脑的影响。


为了衡量白质随时间的变化,该团队采用了一种称为 T1w/T2w 比率的技术,该技术涉及对参与者大脑的 MRI 扫描。进行 MRI 扫描时,研究人员和医生通常会查看 T1 加权和 T2 加权图像。这些是经常出现在医疗剧中角色大脑受伤时大脑的黑、白、灰图像。在 T1 加权图像中,大脑的白质呈白色,灰质呈灰色,但在 T2 加权图像上,颜色是反转的。正是这种颜色可以帮助研究人员识别大脑解剖结构的变化,例如肿瘤、萎缩,或者在这种情况下,是白质的变化。

由于 T1-w 和 T2-w 图像在大多数研究中广泛使用,因此该团队决定组合这些图像以创建一个比率,以增强与大脑白质相关的对比度。使用算法和高级统计数据,该团队能够提取显示白质特定区域在六个月干预过程中如何变化的值。

研究结果发现,步行组和舞蹈组的参与者在进行了六个月的有氧运动后,其白质有所增加。换句话说,体力活动对大脑的白质产生积极影响,尤其是在最容易衰老的区域,如胼胝体和扣带,它们赋予重要的认知能力,如记忆和执行功能。

此外,步行组在干预后体验到情景记忆改善的额外好处,并且更能回忆起他们一生的记忆。因此,真正提高心率的活动可能更适合对抗大脑衰老的某些副作用。

然而,对于不那么剧烈的活动,情况恰恰相反:研究小组的参与者仅限于低强度运动,例如伸展或平衡姿势,在六个月内经历了正常、缓慢的白质信号下降,并且情节记忆没有变化。

 主动控制组、步行组和舞蹈组中 T1w/T2w 信号的六个月变化。点代表每个干预组在干预前 (PRE) 和干预后 (POST) 的组均值,WM = 白质;CC = 胼胝体;fMIN = 小钳子;SLF = 上纵束;FX = 穹窿。

“我们希望这可以推动白质衰老和痴呆领域的发展,让更多关于非药物治疗和生活方式干预的建议可以更好地针对正常衰老的人和有一些障碍的人,以便人们可以独立生活得更久,认知能力更好,”研究作者Burzynska 说。

总之,该研究结果表明,容易老化的白质区域保留了一定程度的可塑性,可以通过有氧运动训练诱导。此外,研究员提供的证据表明,T1w/T2w 信号可能是一种有用且可广泛使用的测量方法,可用于研究成年人体内的短期可塑性和退化。
 
参考文献:Andrea Mendez Colmenares et al, White matter plasticity in healthy older adults: The effects of aerobic exercise, NeuroImage (2021). DOI: 10.1016/j.neuroimage.2021.118305
 
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关键词:
神经元,大脑,干预,信号,图像,研究

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