如果你经常去健身房，想必对那些旨在帮助你增肌的补充剂或蛋白粉并不陌生。但本周在线发表在《生理学杂志》上的一项研究指出，肠道细菌可能是增肌的另一个重要要素。尽管目前这些发现仅适用于啮齿动物，但这可能为开发新的运动员训练补充剂或帮助人们重建因年龄或疾病而流失的肌肉质量的疗法铺平道路。
该研究表明，小鼠需要拥有完整的肠道微生物组才能通过锻炼增长肌肉。肠道微生物组是指生活在动物肠道中的细菌和其他微生物群落。研究人员通过将一群小鼠置于类似CrossFit的训练环境中来验证这一点。研究中一半的小鼠被给予一个配备迷你负重的跑轮，该负重在8周训练期间逐渐增加，最终达到小鼠体重的约三分之一——这对其训练效果产生了显著影响。另一半小鼠则在饮水中添加了抗生素，这消除了它们大量的肠道细菌。随后，研究人员比较了不同组小鼠的肌肉大小和肌纤维类型。他们发现，如果没有健康的肠道微生物组，小鼠的肌肉就无法适应训练。
研究人员关注了三种主要类型的肌纤维：I型纤维，也称为慢收缩纤维，含有大量用于耐力工作的线粒体；以及两种II型纤维，也称为快收缩纤维，更适合短跑或突然的强力运动。研究人员检查了比目鱼肌和跖肌这两块小腿肌肉中这些纤维的数量和大小，以指示肌肉增长。他们发现，缺乏微生物组的小鼠比目鱼肌中的I型纤维增长不如肠道完整的小鼠。拥有完整微生物组的小鼠小腿中也往往含有更多的两种快收缩肌纤维类型，并且在跖肌中，完整微生物组小鼠的IIA型纤维更多。此外，未使用抗生素的小鼠还拥有更多帮助肌纤维生长的细胞。总体而言，这表明拥有健康微生物组的小鼠生长出更强壮的肌肉组织。
这种益处并非仅仅因为使用抗生素的小鼠锻炼更多。无论肠道细菌是否完整，小鼠的跑步时间大致相同。研究人员目前尚不清楚缺乏肠道细菌如何导致小鼠增肌效果差。他们推测，肠道细菌产生的某种化合物可能有助于肌肉变大变强。肠道细菌减少可能导致该化合物减少，从而使小鼠肌肉变小。或者，抗生素本身可能以某种方式干扰肌肉生长，例如使肠道壁发炎并影响肌肉利用特定蛋白质生长的方式。但研究人员相当确信这种情况并未发生，因为他们没有在治疗小鼠的血液中观察到炎症分子的增加，而且研究仍处于早期阶段。
这项研究仅观察了雌性小鼠。有趣的是，根据文献记载，雌性小鼠比雄性更擅长跑步。雄性小鼠的情况可能有所不同，更不用说人类了。下一步将是识别并分离这些化合物（如果存在），然后通过给予小鼠这些化合物并让它们经历训练营来测试肌肉增长的效果。如果研究人员能够识别出细菌产生的促肌肉物质，那么它可能被用于开发一系列新疗法，帮助因癌症等疾病而遭受肌肉流失的人群，或用于运动员。不过，在了解更多之前，仍没有理由改变你的锻炼前例行程序。
从跑步肌肉到鸣叫肌肉，研究人员发现了一种基于脑活动预测斑胸草雀鸣叫内容的方法。具体来说，他们观察了鸟类大脑中一个称为HVC区域的神经元。这些神经元与鸟类学习和鸣唱的方式有关。研究人员在斑胸草雀的HVC区域植入电极，从而能够随时间记录它们的脑活动。当鸟类鸣唱时，研究人员使用麦克风记录它们的歌声。然后，他们分析这些歌曲，将其分解为动机，即由静默分隔的小段旋律。接着，他们进一步将其分解为音节或小群音符。利用一种能够客观地从背景噪声中提取模式的统计模型，研究人员寻找了歌曲的哪些部分与脑活动中的特定峰值相关联。这些峰值称为局部场电位，是神经元接收和发送的所有信号的一种综合表现，随着鸟类鸣唱，这种表现会发生变化。局部场电位的不同特征与鸟类歌曲的不同音节相匹配，也与这些音节在歌曲中播放的时间相匹配。研究人员随后可以观察鸟类的脑活动，并根据之前的信号预测鸟类将要鸣唱的音符。
该研究的作者认为，这是帮助神经科学家以同样方式理解和预测人类言语的第一步。事实上，鸟类可以作为模型，开发记录和解码脑活动的技术。尽管这听起来像科幻小说，但希望有一天能够为因受伤或其他原因失去说话能力的人制造假体，这一切都归功于新技术的发展。
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