一項新研究表明，簡單的身體運動可能有助於清潔大腦。
科學家發現，大腦與身體的物理聯係比之前認為的更為緊密。發表在《自然·神經科學》雜誌上的一項研究顯示，一個研究團隊利用小鼠和計算機模型，揭示了體育鍛煉有益於大腦健康的一個可能解釋。
他們的研究結果表明，當腹部肌肉收緊時，會擠壓與脊髓和大腦相連的血管。這種壓力會導致大腦在顱骨內發生輕微位移。這種微小的位移似乎有助於腦脊液在大腦中流動，從而帶走可能幹擾正常大腦功能的代謝廢物。
腹部收縮如何影響大腦運動
賓夕法尼亞州立大學工程科學與力學、神經外科、生物學和生物醫學工程教授帕特裏克·德魯表示，這項研究建立在早期研究的基礎上，這些研究表明睡眠和神經元損失會影響腦脊液在大腦中的流動方式。
“我們的研究解釋了如何通過簡單的活動來促進大腦健康，”該論文的通訊作者德魯說道。 “在這項研究中，我們發現，當腹部肌肉收縮時，它們會像液壓係統一樣，將血液從腹部推入脊髓，從而對大腦施加壓力並使其運動。模擬結果表明，這種輕微的大腦運動會促進大腦內外液體的流動。人們認為，腦脊液的流動對於清除廢物和預防神經退行性疾病至關重要。我們的研究表明，適度的運動有益健康，這或許可以解釋為什麽運動有益於我們的大腦健康。”
德魯同時也是哈克生命科學研究所的副所長，他將這一過程比作液壓係統，壓力驅動流體運動。在這種情況下，“泵”就是腹部收縮。即使是輕微的收緊，例如站立或邁步前的腹部支撐，也能產生這種效果。壓力通過椎靜脈叢傳遞，椎靜脈叢是連接腹腔和脊髓腔的靜脈網絡，從而引起大腦的輕微運動。
腦部運動
成像顯示運動過程中大腦會發生移位
為了觀察這一過程，研究團隊利用兩種先進的成像技術對運動中的小鼠進行了研究。雙光子顯微鏡提供了活體組織的詳細圖像，而微型計算機斷層掃描則實現了對整個器官的高分辨率三維成像。
研究人員觀察到，在動物移動之前，也就是腹部肌肉收緊開始運動之後，大腦發生了變化。
為了證實腹部收縮是造成這種現象的原因，研究團隊對輕度麻醉的小鼠腹部施加了可控的壓力。期間沒有其他任何動作。施加的壓力水平低於人類測量血壓時所感受到的壓力，但仍然能夠引起大腦的運動。
德魯說：“重要的是，腹部壓力解除後，大腦立即開始恢複到其基線位置。這表明腹部壓力可以迅速且顯著地改變大腦在顱骨內的位置。”
模擬揭示大腦內的流體流動
在確定腹部收縮與大腦運動之間的聯係後，研究人員進一步探究了這種運動如何影響腦脊液流動。當時，尚無任何成像方法能夠完整地捕捉到腦脊液快速而複雜的流動狀態。
德魯說：“幸運的是，我們在賓夕法尼亞州立大學的跨學科團隊成功開發了這些技術，包括對活體小鼠進行成像實驗和創建流體運動的計算機模擬。這種專業知識的結合對於理解這類複雜係統及其對健康的影響至關重要。”
工程科學與力學、生物醫學工程、機械工程和數學教授弗朗切斯科·科斯坦佐領導了建模工作。
“模擬大腦內部及周圍的流體流動麵臨著獨特的挑戰，因為其中既有同時發生的獨立運動，也有隨時間變化的耦合運動。要解釋所有這些運動，就必須考慮每次流體粒子穿過大腦眾多膜之一時發生的特殊物理現象，”科斯坦佐說。 “因此，我們對其進行了簡化。大腦的結構類似於海綿，也就是說，它有一個柔軟的骨架，流體可以在其中流動。”
通過將大腦比作海綿，研究人員可以模擬液體如何流經不同大小的空間，類似於大腦中的褶皺或海綿中的孔隙。
“我們沿用大腦像海綿的比喻，也把它想象成一塊髒海綿——怎麽清洗一塊髒海綿呢？”科斯坦佐問道。 “把它放在水龍頭下衝洗，然後擰幹。在我們的模擬實驗中，我們能夠感受到腹部收縮引起的腦部運動如何促進腦脊液流過大腦，從而幫助清除代謝廢物。”
這對大腦健康意味著什麽
德魯指出，還需要更多研究來了解這些發現如何應用於人類。然而，研究結果表明，日常運動可能有助於腦脊液在大腦中的循環，清除廢物，並可能降低與廢物堆積相關的神經退行性疾病的風險。
德魯說：“這種運動非常細微。它就像你走路或收縮腹部肌肉時產生的運動，而當你進行任何身體活動時，都會用到腹部肌肉收縮。它可能對你的大腦健康產生巨大的影響。”
https://scitechdaily.com/this-simple-movement-could-be-secretly-cleaning-your-brain/
