在我們的大腦中，灰質(zhì)（gray matter）存在大量神經(jīng)元，負(fù)責(zé)產(chǎn)生神經(jīng)信號。而由于軸突纖維上覆蓋的脂肪蛋白和脂質(zhì)，因此得名“白質(zhì)（white matter）”的區(qū)域則負(fù)責(zé)連接神經(jīng)元，并傳遞神經(jīng)信號。

隨年齡增長，雖然大腦的神經(jīng)退行性病變通常與神經(jīng)元（灰質(zhì)）的缺失有關(guān)，但白質(zhì)的老化，如軸突纖維的減少、病變或微出血，同樣會損害大腦的認(rèn)知能力。因此，預(yù)防白質(zhì)老化的干預(yù)措施對大腦抗衰老也十分重要。

最近，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，腦白質(zhì)也能通過有氧運(yùn)動變得強(qiáng)健，從而改善人們的認(rèn)知與情景記憶能力，并有望以此預(yù)防或減緩與衰老相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病。

▲該論文發(fā)表在NeuroImage雜志上（圖片來源：雜志頁面截圖）

為了研究有氧運(yùn)動效果對大腦的影響，研究團(tuán)隊(duì)招募了180名健康但缺乏運(yùn)動的老年人。在為期6個月的試驗(yàn)中，受試者隨機(jī)分為三組，每周進(jìn)行三次訓(xùn)練。步行組每次進(jìn)行約40分鐘的步行運(yùn)動。舞蹈組參加一個難度逐漸遞增的舞蹈課程。對照組為了保持低心率，訓(xùn)練僅限于平衡和伸展運(yùn)動。

每位受試者在干預(yù)前后都接受了一系列的大腦核磁共振成像（MRI），與認(rèn)知及心肺功能測試。

圖片來源：123RF

當(dāng)進(jìn)行MRI掃描時，研究人員和醫(yī)生通常會觀察T1加權(quán)（T1w）和T2加權(quán)（T2w）的圖像。在T1w圖像中，大腦白質(zhì)呈現(xiàn)白色，灰質(zhì)呈現(xiàn)灰色，在T2w圖像上則顏色相反，不同的顏色能幫助研究人員識別白質(zhì)的變化。

為了更好測量腦白質(zhì)隨時間的變化，研究團(tuán)隊(duì)將兩種加權(quán)圖像結(jié)合起來，通過“T1w/T2w比值”以增強(qiáng)參照大腦白質(zhì)的對比度。并且，利用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)算法，研究人員能夠提取顯示白質(zhì)特定區(qū)域如何變化的數(shù)值。他們還使用了其他白質(zhì)測量指標(biāo)，如彌散加權(quán)成像技術(shù)（diffusion weighted imaging）。

▲年齡與T1w/T2w比值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖片來源：參考資料[1]）

試驗(yàn)結(jié)果表明，在6個月后，步行組和舞蹈組受試者的腦白質(zhì)均有所增加。即有氧運(yùn)動對大腦白質(zhì)有積極影響，尤其是在最容易衰老的區(qū)域，比如胼胝體和扣帶。這些區(qū)域負(fù)責(zé)大腦重要的認(rèn)知能力，如記憶和執(zhí)行功能。

▲對照組（黑線）、舞蹈組（紅線）與步行組（藍(lán)線）六個月來的大腦T1w/T2w比值變化（圖片來源：參考資料[1]）

此外，步行組獲得了情景記憶改善的額外益處，更能回憶起人生中的記憶。研究人員推測，除了可能因步行組人數(shù)更多外，更大的可能是因?yàn)椴叫薪M的有氧運(yùn)動強(qiáng)度更大。

相反，僅進(jìn)行了低強(qiáng)度運(yùn)動的對照組，在6個月內(nèi)隨年齡增長，經(jīng)歷了正常、緩慢的白質(zhì)指標(biāo)下降，情景記憶也沒有變化。

換句話說，有規(guī)律的有氧運(yùn)動是減輕認(rèn)知能力下降風(fēng)險(xiǎn)的有效策略。并且，真正能提高心率的運(yùn)動可能可以更有效地對抗大腦衰老。

綜合考慮，研究人員建議，人們應(yīng)該定期進(jìn)行中強(qiáng)度的體育活動，最好保證每周至少150分鐘的有氧運(yùn)動。

▲Andrea Mendez Colmenares博士（圖片來源：科羅拉多州立大學(xué)官網(wǎng)）

此外，研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了腦白質(zhì)的可塑性，即使在短期內(nèi)，也能夠因干預(yù)訓(xùn)練改變。

該論文第一作者Andrea Mendez Colmenares博士表示，她希望這項(xiàng)研究為未來的個體化建議鋪平道路，即能根據(jù)個體自身的生物學(xué)和生理學(xué)，量身定制適合不同個體的鍛煉方式。“我們希望這能夠推動腦白質(zhì)老化和癡呆癥領(lǐng)域的發(fā)展，使更多非藥物治療和生活方式干預(yù)的建議能夠更好地指導(dǎo)正常衰老的人，以及發(fā)生一些大腦損傷的人，從而使人們能夠擁有更好的認(rèn)知能力、獨(dú)立生活更長時間�！�

展望未來，研究團(tuán)隊(duì)正在鉆研其他更先進(jìn)的技術(shù)，以幫助驗(yàn)證研究結(jié)果，以更好地理解控制大腦白質(zhì)改變的機(jī)制。