當肌肉運動時，它們幫助神經元生長，新的研究顯示 | 麻省理工學院新聞

運動對身體的好處

運動對身體有很多好處，這是毫無疑問的。定期運動不僅能增強肌肉，還能強化骨骼、血管和免疫系統。

麻省理工學院的研究發現

現在，麻省理工學院 (MIT) 的工程師們發現運動對神經元也有好處。他們觀察到，當肌肉在運動時收縮時，會釋放出一種叫做肌肉激素 (myokines) 的生化信號。在這些肌肉釋放的信號下，神經元的生長速度是未接觸肌肉激素的神經元的四倍。這些細胞層面的實驗顯示，運動對神經生長有顯著的生化影響。

神經元的反應

令人驚訝的是，研究人員還發現神經元不僅對運動的生化信號有反應，對運動的物理影響也有反應。研究團隊發現，當神經元被反覆拉扯，就像肌肉在運動時收縮和擴張一樣，神經元的生長速度與接觸肌肉激素時一樣。

研究的重要性

雖然之前的研究已經顯示肌肉活動和神經生長之間可能存在生化聯繫，但這項研究是第一個顯示物理影響同樣重要的研究。這些結果今天發表在《先進醫療材料》期刊上，揭示了運動中肌肉和神經之間的聯繫，並可能為修復受損和退化的神經提供運動相關的療法。

未來的應用

麻省理工學院的機械工程助理教授 Ritu Raman 說：「現在我們知道肌肉和神經之間的交流存在，這對於治療神經損傷等情況非常有用。」她表示：「也許如果我們刺激肌肉，就能促進神經的癒合，幫助那些因創傷性損傷或神經退行性疾病而失去活動能力的人恢復行動。」

肌肉的對話

在 2023 年，Raman 和她的同事報告說，他們能夠幫助經歷創傷性肌肉損傷的老鼠恢復活動能力，方法是先在損傷部位植入肌肉組織，然後通過光刺激不斷運動新組織。隨著時間的推移，他們發現經過運動的移植組織幫助老鼠恢復了運動功能，達到與健康老鼠相當的活動水平。

運動的生化信號

當研究人員分析移植的組織時，他們發現定期運動刺激移植的肌肉產生某些已知能促進神經和血管生長的生化信號。

運動作為藥物

研究團隊將肌肉運動產生的信號轉移到一個包含運動神經元的培養皿中。這些運動神經元是從小鼠的幹細胞中培養出來的。當神經元接觸到這些生化信號後，他們發現神經元的生長速度是未接觸這些信號的神經元的四倍。

神經元的基因分析

為了更仔細地觀察神經元對運動激素的反應，研究團隊進行了基因分析，提取神經元的 RNA，以查看運動激素是否引起某些神經基因的表達變化。

物理影響的研究

研究團隊還想知道，運動的純物理影響是否也能帶來相似的好處。他們在一個嵌入小磁鐵的凝膠墊上培養了一組運動神經元，然後用外部磁鐵讓墊子和神經元來回晃動，這樣他們就「運動」了神經元，每天 30 分鐘。令人驚訝的是，這種機械運動刺激神經元的生長，與肌肉激素刺激的神經元一樣，生長得更快。

未來的研究方向

現在，研究團隊已經證明運動的肌肉可以在細胞層面促進神經生長，他們計劃研究如何利用針對性的肌肉刺激來促進和修復受損的神經，幫助那些患有神經退行性疾病（如肌萎縮側索硬化症 (ALS)）的人恢復活動能力。

結論

Raman 說：「這只是我們理解和控制運動作為藥物的第一步。」