為什麼越優秀的人越不宅在家裡?

科學人2018-06-13 13:48:02

陽光沙灘是許多人心目中的理想度假場所。在碧海藍天下,徹底放空自己,暖暖的陽光照在身上,讓人感覺說不出的愜意。實際上,除了讓人感到心情暢快之外,陽光還會影響到人的許多生理狀態。比如說陽光照射能促進人體合成維生素D,可以說是非常健康了。

 健康膚色晒出來。圖片來源:metro.co.uk


但你能想得到,晒太陽還能和記憶力嗎?

 

啥?晒太陽能提高學習能力?

 

千真萬確!最近,來自中國科學技術大學的熊偉教授與黃光明教授團隊做出了這個令人驚訝的發現,而且這項研究是發表在了全世界最頂尖的學術期刊《Cell》上,靠譜程度可見一斑。

 

那研究人員是怎麼做出這個發現的呢?這就要說到一種叫做“單細胞質譜”(single-cell mass spectrometry)的技術了。它聽上去好像很複雜,但原理卻非常簡單。顧名思義,這種技術能在單個細胞中分析或原子的組成。這就像是偵探拿起了放大鏡,尋找每一個細胞裡生物活性分子的蛛絲馬跡

 

來瞅瞅這個細胞裡都有啥。圖片來源:giphy.com


這群中國科學家們利用這個技術,把注意力集中在了小鼠的神經細胞上。我們知道,晒太陽會讓人心情愉悅,這說明陽光會影響我們的大腦。這一定是因為神經細胞裡產生了某種特殊的化學反應。至於具體涉及哪些神祕的分子,就值得我們一探究竟了。

 

研究的結果,讓科學家們大吃一驚。他們居然在照射過紫外線(模擬晒太陽)的小鼠神經細胞裡發現了一種叫做(urocanic acid)的分子。這種分子最初是在狗尿裡分離提取出來的,人們從來沒有在大腦裡發現過它的存在。這種奇怪的分子,為什麼跑到大腦裡去了呢?

所以狗尿和神經細胞有什麼關係呢?


一種重要的奇怪分子


百思不得其解的研究人員們開始求助於過去的研究資料。要說尿刊酸這種奇怪分子在動物體內的作用,人們最常想到的就是氨基酸的代謝。人體裡有許多種不同的氨基酸,而這些氨基酸之間會相互轉化。一種叫做“組氨酸”的氨基酸在向“穀氨酸”的轉化過程中,就會產生尿刊酸。

 

那一切就好說了——腦細胞如果在積極地產生穀氨酸,自然就會導致尿刊酸這一神祕分子的水平上升。而後來的生化反應分析,也證實了這一觀點。在大腦裡,合成穀氨酸的代謝通路非常活躍。神經細胞裡出現尿刊酸,也就不奇怪了。

 

對於這個結果,研究人員感到非常興奮。他們說,這個在神經元裡合成穀氨酸的途徑,是從來沒有報道過的。他們是全世界第一個發現這個途徑的科研團隊。

 

而且,這個發現告訴我們,晒太陽可能會提高學習和記憶能力這是為什麼呢?原來啊,穀氨酸在神經元裡有很重要的生理作用。據估計,大概人類大腦裡高達90%的突觸都會用到這種分子,而突觸的可塑性正是大腦學習和記憶的關鍵。


學習能力真的提高了嗎?


剛才的這一系列發現,也只是從理論上假設,模擬陽光的能促進穀氨酸的代謝,“可能”提高學習能力。要證實這一點,科學家們又做了一系列非常嚴謹的實驗。

 

首先,他們將小鼠分為兩組,一組接受紫外線照射,另一組則作為對照。研究表明,第一組小鼠的學習和記憶能力果然有了顯著提升。


其次,他們在小鼠體內靜脈注射尋找到的尿刊酸分子,促進穀氨酸代謝。按他們的設想,穀氨酸代謝水平上去了,小鼠的學習能力也就會提高。而事實也證明了他們的結論。

 

最後,科學家們又做了一個精妙的實驗。他們徹底阻斷了穀氨酸的這個代謝通路,然後觀察紫外線照射是否還能提高小鼠的學習水平。結果因為關鍵分子穀氨酸的代謝受阻,模擬的陽光照射失去了效果,小鼠的學習和記憶力就開始下降了。

 

這一系列實驗表明,只要照上太陽(雖然實驗裡使用紫外線照射來代替的),就能增強動物的學習力和記憶力。在實驗中,研究人員們將紫外線的強度換算了一下,大概是等於晒30分鐘的太陽。而其提高學習能力的效果可以維持至少4個小時!

 

圖片來源:neatorama.com


為了你的聰明才智,週末別宅在家裡,多出門晒晒太陽吧!


編輯:大琳砸

參考資料:

Zhu H, Wang N, Yao L, et al. Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain[J]. Cell, 2018.


果殼少年

ID:guokr_junior

果殼為中學生量身打造的知識產品

還不快關注一下!

歡迎個人轉發到朋友圈


投稿請聯繫scientificguokr@163.com


好了,少吃點,點個贊吧。


【拓展閱讀】道理講了好多遍,為啥他就是聽不進去?


閱讀原文

TAGS: