一项由罗格斯大学-新不伦瑞克分校（Rutgers University-New Brunswick）科学家领导的研究表明，运动后大脑中与身体对胰岛素反应有关的特化细胞被激活，这表明运动可能直接改善大脑功能。这项发表在《衰老细胞》（Aging Cell）杂志上的研究指出，开发针对胰岛素作用的疗法可能有助于抵消甚至预防痴呆症的进展。
该研究的主要作者、罗格斯大学艺术与科学学院运动学与健康系副教授史蒂文·马林（Steven Malin）表示：“我们认为这项工作很重要，因为它表明运动可以通过提高胰岛素对大脑的作用来改善认知和记忆。”
在这项研究中，科学家们特别关注由大脑产生的携带多种胰岛素敏感蛋白的外泌体，其中一种名为Akt的蛋白质尤为突出。胰岛素敏感性是衡量身体对胰岛素反应能力的指标，胰岛素是一种控制血糖水平的激素。高胰岛素敏感性的人能够更有效地利用血液中的葡萄糖，例如在肌肉中，从而降低血糖。糖尿病患者由于低胰岛素敏感性或胰岛素抵抗，其脑细胞对胰岛素的反应较差，这会对认知产生负面影响。
研究人员通过在实验研究中分离参与者的血液中的外泌体来研究这些囊泡。这项为期两周的试验包括21名平均年龄为60岁的志愿者，他们患有前期糖尿病。在研究期间，他们参加了12次单独的、由监督人员指导的60分钟中高强度运动训练。参与者在训练前后服用了葡萄糖饮料，研究人员在训练开始和结束时采集了他们的血样。
血样结果显示，在每次训练后，携带胰岛素敏感蛋白的神经元外泌体数量增加，尤其是Akt蛋白最为显著。
马林表示：“我们首次证明运动影响神经元外泌体中的胰岛素信号传导，并与血糖临床改善相关。”他还说，“我们使用这些神经元外泌体作为大脑胰岛素敏感性的指标。”
因此，运动有可能提高大脑对胰岛素的响应能力，从而改善神经元功能。胰岛素在调节认知方面的作用越来越受到重视，认知是通过思考、经验和感官获取知识的心理过程。前期糖尿病是一种严重的健康状况，当血糖水平高于正常但不足以被诊断为2型糖尿病时发生。患有前期糖尿病的人群面临体内特别是大脑中胰岛素不足的风险，这增加了患阿尔茨海默病等痴呆症的机会。
胰岛素在记忆形成、回忆、处理速度和突触功能中也起着至关重要的作用，突触是使脑细胞能够相互交流的结构。
马林说：“如果大脑中的胰岛素不足，不仅意味着脑细胞可能会变得功能失调，而且它们可能无法正常相互作用。就像玩传话游戏一样，当大脑对胰岛素产生抵抗时，信息会丢失。”
长期以来，人们认为运动可以改善认知，但具体机制尚不清楚。过去的研究发现，高血糖会降低大脑回忆信息和学习新信息的能力。
马林表示，胰岛素由胰腺产生并进入大脑执行其功能，在促进大脑血流和神经元功能方面起着核心作用，从而支持认知。
“我们的研究结果表明，针对大脑胰岛素作用的疗法可能有助于预防痴呆症。”马林说。
在一项新研究中，马林和他的同事正在研究单次运动是否能增强鼻内胰岛素对老年人肥胖人群的认知健康的支撑作用，通过测量大脑血流和神经元外泌体来评估。他们未来的计划是进行一项长期运动训练研究，评估老年人的认知与大脑胰岛素敏感性改善之间的关系。
其他参与该研究的罗格斯大学科学家包括赫伯特和杰奎琳·克莱格·克莱因阿尔茨海默病研究中心主任米歇尔·贝里（Michal Beeri）和运动学与应用生理学研究生项目博士候选人丹尼尔·巴蒂略（Daniel Battillo）。来自美国国立卫生研究院老龄研究所的科学家包括迪米特里奥斯·卡波吉安尼斯（Dimitrios Kapogiannis）、玛雅·穆斯塔皮奇（Maja Mustapic）和弗朗切斯卡·德尔加多-佩拉扎（Francheska Delgado-Peraza）。
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