跑步,结合视觉体验,可以恢复大脑功能
(bob游戏医学快讯)——加州大学旧金山分校科学家的一项新研究表明,在有视觉刺激的情况下,跑步可以使早年失去视觉体验的老鼠的大脑功能恢复到正常水平。
除了为先天性白内障、眼睑下垂或眼睛不对齐引起的单眼失明的人提出一种新的治疗策略外,这项最新的研究——UCSF一系列探索运动对视力影响的研究中的最新研究——还提出了一种新的治疗策略大脑功能这表明,成年人的大脑重组和自我修复的能力可能比我们之前认为的要强得多。
2010年,Michael P. Stryker博士,W.F. Ganong生理学教授,以及做博士后研究俄勒冈大学的Cris Niell博士有一个惊人的发现,老鼠走路或跑步时,老鼠大脑视觉区域的神经元活跃得更强烈。
今年早些时候,博士后Yu Fu,博士,Stryker和一些同事在这些发现的基础上,识别和描述了大脑中负责这种运动诱导的“高增益状态”的神经回路视觉皮层的老鼠大脑.
然而,这两项研究都没有明确这种回路是否具有更广泛的功能或临床意义。
自20世纪60年代以来,人们就已经知道,如果在生命早期大脑发育的“关键时期”剥夺了视觉输入,大脑的视觉区域就不能正常发育。例如,在人类中,如果弱视(“弱视”)或其他主要眼睛的问题如果在婴儿时期不进行手术矫正,受影响的眼睛的视力就永远不会恢复正常——如果这样的人在晚年失去了“好”眼睛的视力,他们就是盲人。
这项新研究于2014年6月26日发表在在线杂志上eLife, Stryker和UCSF博士后Megumi Kaneko博士在出生后约20天关闭小鼠幼崽的一只眼睑,并一直关闭这只眼睛,直到小鼠长到大约五个月大。
不出所料,在发育的关键时期闭上一只眼睛的老鼠,那只眼睛中负责视觉的大脑部分的神经活动急剧减少。
和之前加州大学旧金山分校在这一领域的实验一样,一些老鼠被允许在悬浮在气垫上的泡沫聚苯乙烯球上自由奔跑,同时从它们的大脑中录音。
在被剥夺视觉输入的小鼠中,无论是简单地让它们跑步,还是在被剥夺的眼睛不伴随散步或跑步的情况下接受视觉训练,都没有看到什么改善。
但是当老鼠暴露在视觉刺激当他们跑步或走路时,结果是戏剧性的:在一周内,大脑对来自被剥夺的眼睛的刺激的反应几乎与正常眼睛的反应相同,这表明代表被剥夺的眼睛的大脑视觉区域的电路经历了快速重组,在神经科学中被称为“可塑性”。
有趣的是,这种复苏是刺激特定的:如果大脑老鼠的活动是用它们在跑步时看到的以外的刺激进行测试的,功能几乎没有明显恢复。
斯特赖克说:“我们还不知道跑步是否会像老鼠的视觉皮层那样,让人类皮层进入一种高增益状态,从而增强可塑性,但我们正在设计实验来寻找答案。”
更多信息:运动过程中的感觉体验促进成人视皮层功能的恢复。Megumi Kaneko, Michael P Stryker。eLife(2014)。DOI:dx.doi.org/10.7554/eLife.02798