幾個月前發表在《係統神經科學前沿》(Frontiers in Systems Neuroscience)上的一項研究,就揭示了一個令人意想不到的發現:咀嚼較硬的東西,可以提高大腦中一種關鍵抗氧化物——穀胱甘肽(glutathione, GSH)的水平,並與記憶等相關能力的改善相關。
這意味著,嚼硬東西,或許能讓大腦更健康。
大腦的保護
要理解這個發現的意義,得先從大腦的脆弱性說起。
大腦是人體消耗能量最旺盛的器官之一。它雖然隻占人體約2%的體重,卻消耗了全身大約20%的氧氣。氧氣是大腦活動的“燃料”,但燃燒後總會產生副產品,其中就包括一類叫做活性氧(reactive oxygen species, ROS)的分子。
活性氧分子不穩定,容易與細胞中的脂質、蛋白質甚至DNA發生反應,導致細胞受損。當活性氧分子在體內積累,就可能導致“氧化應激”(oxidative stress)。氧化應激與多種大腦問題相關,它可能加速記憶衰退、導致學習能力下降;也是阿爾茨海默病和帕金森病等神經退行性疾病的重要發病機製;它甚至還可能與許多心理和精神疾病的發生相關。
好在,大腦並不是毫無防護。它有一套“抗氧化防禦係統”,由多種酶和抗氧化劑組成。穀胱甘肽便是大腦防禦氧化應激最重要的抗氧化劑,它能有效清除活性氧分子,保護神經元免受損傷,還能維持認知功能的正常發揮。可惜的是,隨著年齡增長,大腦中的穀胱甘肽水平會逐漸下降,這也被認為是老年人認知功能減退的重要原因之一。
更麻煩的是,直接補充穀胱甘肽並不容易:口服補充劑會在腸道裏分解,靜脈注射的穀胱甘肽也會很快在血液中被氧化,無法穩定進入大腦。換句話說,至今還沒有有效的藥物可以直接提高腦內的穀胱甘肽水平。
嚼一嚼,腦子好使了
但咀嚼或許能幫上忙。
研究團隊注意到,咀嚼與大腦活動之間的關係已經在一些早期研究中有所體現。比如,咀嚼能增加腦部的血流量,讓大腦獲得更多氧氣和養分;而一些功能磁共振成像(fMRI)的研究發現,咀嚼口香糖時,大腦的前額葉皮質、海馬等與學習和記憶相關的區域都會變得更活躍。
但是,這些研究多集中在“血流”和“神經活動”層麵,並沒有揭示更深層次的代謝變化。於是,研究者們提出一個問題:咀嚼是否可能影響大腦抗氧化劑的水平,特別是穀胱甘肽?
更進一步,他們還想知道:咀嚼不同硬度的東西,會不會帶來不同效果?
木棒贏了
為了解答這些問題,研究團隊在韓國招募了52名健康的大學生。他們被隨機分為兩組:一組咀嚼質地很軟的口香糖,另一組咀嚼質地較硬的小木棒。兩組的咀嚼時間都是5分鍾,為了確保動作的一致性,所有受試者都使用右側磨牙區域以1Hz的頻率(每秒1次)咀嚼,咀嚼 30 秒,休息30秒,交替進行。
在咀嚼前後,研究人員通過磁共振波譜成像(MRS)來測量受試者大腦前扣帶回皮質(ACC)中的穀胱甘肽水平。這個腦區與注意力、認知控製和記憶密切相關。
此外,所有參與者還完成了一套標準化的認知測試(K-RBANS),其中包括瞬時記憶(immediate memory)、故事記憶(story memory)、注意力和語言能力等多個方麵的考察。
咀嚼前後大腦活動變化。(來源:原論文)
結果是木棒更勝一籌。咀嚼木棒的人大腦中的穀胱甘肽水平在咀嚼後顯著上升,而咀嚼口香糖的人穀胱甘肽水平幾乎沒有變化。此外,在咀嚼木棒的參與者中,穀胱甘肽水平的上升與記憶測試成績的提升(特別是瞬時記憶和故事記憶)顯著相關。換句話說,嚼木棒似乎能讓大腦更好地抵禦氧化應激,同時也有助於提升記憶力。
嚼口香糖與嚼木棒對比(來源:原論文)
硬度差異?
至於為什麽嚼木棒和口香糖會產生差異。研究人員推測,咀嚼較硬的材料需要更大的咀嚼力和肌肉參與度,這會帶來更強的感覺刺激和神經反饋,從而增加腦血流量和代謝活性。
這種額外的刺激可能正是促進穀胱甘肽合成的原因。就像多運動可以鍛煉肌肉一樣,“更費力的咀嚼”也許就是給大腦的一次“小鍛煉”。
當然,這項研究仍然有不少限製。比如受試者都是年輕人(20-30歲),因此結果未必適用於老年人,而老年人才是認知衰退的高風險群體。此外,研究樣本量較小、研究中咀嚼時間較短、隻檢測了一個腦區,且未排除木棒和口香糖除硬度外其他差異因素的影響。因此,未來的研究需要擴展到不同年齡段、不同腦區以及更多種類的食物,甚至要量化“咀嚼硬度”,找到最佳的“咀嚼負荷”。
但不論怎樣,這是首次有科學證據表明,咀嚼硬物能提高人類大腦中的穀胱甘肽水平,並與記憶表現的改善相關。它提供了一種簡單、自然、無副作用的提升大腦抗氧化能力的方法。畢竟,目前還沒有可靠的藥物能直接提高大腦中的穀胱甘肽水平。
當然,這並不是說大家都要去嚼木棒。現實生活中,我們的飲食已經包含許多不同硬度的食物,比如堅果、胡蘿卜、蘋果和玉米粒等等。未來的研究可能會進一步驗證,這些天然的“硬食物”是否能帶來類似的益處。?