保持规律是建立运动习惯的关键。但根据最新研究，每次锻炼时，大脑也在适应和重塑，以帮助身体走得更远、坚持更久。
在《神经元》期刊发表的一项近期研究中，德克萨斯大学西南医学中心、宾夕法尼亚大学、范德比尔特大学等机构的科学家发现，小鼠的特定脑细胞在运动后变得更加活跃。随着时间推移，这些细胞反应更灵敏、连接更紧密。小鼠大脑形成的这种"记忆"似乎帮助它们的身体提高耐力并更有效地利用能量。相比之下，当研究人员在运动后阻断这些脑细胞时，小鼠的耐力未能得到改善。
"大多数人认为身体通过肌肉、心脏、肺部和其他组织来适应运动。但我们的研究表明，大脑本身可以编程耐力能力，"共同领导这项新研究的德克萨斯大学西南医学中心内科副教授凯文·威廉姆斯(Kevin Williams)在新闻稿中表示。
多项研究表明，大脑会随着运动而改变，有助于减少神经炎症、促进新神经元的生长并加强它们之间的连接。这就是为什么经常进行有氧运动通常被推荐用于支持大脑健康，包括缓解抑郁症等心理健康问题并降低阿尔茨海默病等神经退行性疾病的风险。
尽管科学家长期以来一直了解这些益处，但它们通常被视为副作用，而非重复锻炼带来生理适应的驱动力。
为了了解是什么驱动这些变化，威廉姆斯和他的同事专注于下丘脑——大脑中帮助调节能量使用的一个区域。该区域的细胞会响应激素和血糖水平等信号，以控制身体燃烧多少能量。这类细胞中的一个特定群体——称为类固醇生成因子-1（SF-1）神经元——在以往研究中与耐力相关联。当它们的活性降低时，运动带来的通常收益会减弱，这表明它们在身体适应体育活动方面起着关键作用。但到目前为止，科学家尚未完全理解这些神经元如何对重复运动做出反应。
威廉姆斯和他的同事让六周大的小鼠每周在微型跑步机上跑五天，每周进行一次速度逐渐增加的长跑。这种训练显著提高了它们的耐力，大约在训练计划进行三周时达到峰值。
经过八天的运动，下丘脑中更多的SF-1神经元变得活跃，并发展出被称为突触棘的微小结构，使脑细胞能够相互交流。经过数周的定期锻炼，这些神经元变得更加活跃且更容易触发，使小鼠能够随着时间推移跑得更远；与久坐不动的小鼠相比，这些神经元更频繁地放电，且不太可能保持不活跃状态。
研究人员使用一种利用光来控制脑细胞的方法，在运动后开关SF-1神经元。关闭它们会阻止耐力的改善，而增强它们的活性则会提高运动表现。即使小鼠继续训练，那些SF-1神经元被抑制的小鼠获得的进步也更少，跑的距离更短、速度更慢。
"这项研究一个更有趣的含义是，我们传统上认为运动表现的提高是通过构建肌肉骨骼系统、心血管系统和呼吸系统作为对训练的适应反应而发生的，"共同领导这项研究的宾夕法尼亚大学生物学副教授尼古拉斯·贝特利(Nicholas Betley)在新闻稿中表示，"在这里，我们确定大脑是这一过程中的关键中间环节。"
由于该研究主要集中在小鼠身上，其发现如何应用于人类仍不清楚。研究人员在论文中表示，目前尚不清楚SF-1神经元在运动期间如何被激活，以及它们如何与其他脑回路相互作用。即使是它们的活动时间——是在锻炼期间还是之后放电——似乎也会随着训练而变化，这一点尚未完全理解。
未来的研究需要绘制更广泛的神经网络，并追踪身体信号如何到达这些脑细胞。科学家还需要确定是否可以安全地针对这些途径来增强耐力或模拟运动的益处——也许有一天能让我们更接近于开发出一种能提供类似效果的药丸。
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