我院张力、苏国辉团队发现运动改善学习记忆的关键机制

发布时间:2019-07-04 发布单位:粤港澳中枢神经再生研究院

201973日,粤港澳中枢神经再生研究院张力副教授、苏国辉院士联合课题组于Science子刊Science AdvancesIF=12.8)在线发表题为“Exercise training improves motor skill learning via selective activation of mTOR”的研究论文。该研究报道了小鼠皮层中雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在慢性跑步机训练后的激活,并介导下游神经网络可塑性的改善,从而增强小鼠对复杂运动技能的习得。这一结果丰富了体育锻炼改善学习记忆的机制,并为临床应用运动干预认知障碍提供了依据。

体育锻炼可以有效改善情感障碍和认知功能,但学术界目前对其机制的了解还不够全面。在前期已经揭示了慢性运动缓解压力应激导致的皮层树突棘丢失和工作记忆障碍的基础上,课题组发现运动后皮层内mTOR通路激活。进一步运用双光子在体成像手段,发现跑步机训练可以持续增加小鼠运动皮层内V层锥体神经元的顶树突棘发生;而体外电生理记录和在体双光子钙成像均发现在运动后,皮层神经元兴奋性显著增强,并伴随轴突髓鞘化改善。药理学抑制手段证实了上述效应和mTOR激活有关,且体育锻炼通过激活mTOR通路改善学习记忆。

课题组这一成果较为系统的阐释了运动通过mTOR通路改善神经网络传导,进而提高学习记忆的机制。本项成果明确了mTOR通路相关的细胞代谢活动和神经可塑性的密切关系,及其在运动干预中发挥的关键作用。上述结果也为在大样本人群中应用运动干预疗法提供了有价值的参考依据。


本项研究由粤港澳中枢神经再生研究院张力副教授主持完成,苏国辉院士为共同通讯作者,主要研究工作由陈凯博士和其它研究生完成,项目同时得到了来自香港大学和北京大学深圳研究生院课题组的协助。本项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省“脑与类脑研究”专项等项目的资助。

Science Advances》(科学·进展)期刊是由美国科学促进会(AAAS)主办的开放性综合期刊,是《Science》杂志的子刊,其主要目的为在全球范围内促进具有重要影响力的科研成果的交流。据20196月公布的《期刊引文报告》(JCR)显示,其最新影响因子为12.8

原文链接:

https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw1888