为什么越优秀的人越不宅在家里?

果壳科学人06-13 07:46 跟贴 830 条

阳光沙滩是许多人心目中的理想度假场所。在碧海蓝天下,彻底放空自己,暖暖的阳光照在身上,让人感觉说不出的惬意。实际上,除了让人感到心情畅快之外,阳光还会影响到人的许多生理状态。比如说阳光照射能促进人体合成维生素D,可以说是非常健康了。

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健康肤色晒出来。图片来源:metro.co.uk

但你能想得到,晒太阳还能提高学习能力和记忆力吗?

啥?晒太阳能提高学习能力?

千真万确!最近,来自中国科学技术大学的熊伟教授与黄光明教授团队做出了这个令人惊讶的发现,而且这项研究是发表在了全世界最顶尖的学术期刊《Cell》上,靠谱程度可见一斑。

那研究人员是怎么做出这个发现的呢?这就要说到一种叫做“单细胞质谱”(single-cell mass spectrometry)的技术了。它听上去好像很复杂,但原理却非常简单。顾名思义,这种技术能在单个细胞中分析分子或原子的组成。这就像是侦探拿起了放大镜,寻找每一个细胞里生物活性分子的蛛丝马迹

来瞅瞅这个细胞里都有啥。图片来源:giphy.com

这群中国科学家们利用这个技术,把注意力集中在了小鼠的神经细胞上。我们知道,晒太阳会让人心情愉悦,这说明阳光会影响我们的大脑。这一定是因为神经细胞里产生了某种特殊的化学反应。至于具体涉及哪些神秘的分子,就值得我们一探究竟了。

研究的结果,让科学家们大吃一惊。他们居然在照射过紫外线(模拟晒太阳)的小鼠神经细胞里发现了一种叫做尿刊酸(urocanic acid)的分子。这种分子最初是在狗尿里分离提取出来的,人们从来没有在大脑里发现过它的存在。这种奇怪的分子,为什么跑到大脑里去了呢?

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所以狗尿和神经细胞有什么关系呢?

一种重要的奇怪分子

百思不得其解的研究人员们开始求助于过去的研究资料。要说尿刊酸这种奇怪分子在动物体内的作用,人们最常想到的就是氨基酸的代谢。人体里有许多种不同的氨基酸,而这些氨基酸之间会相互转化。一种叫做“组氨酸”的氨基酸在向“谷氨酸”的转化过程中,就会产生尿刊酸。

那一切就好说了——脑细胞如果在积极地产生谷氨酸,自然就会导致尿刊酸这一神秘分子的水平上升。而后来的生化反应分析,也证实了这一观点。在大脑里,合成谷氨酸的代谢通路非常活跃。神经细胞里出现尿刊酸,也就不奇怪了。

对于这个结果,研究人员感到非常兴奋。他们说,这个在神经元里合成谷氨酸的途径,是从来没有报道过的。他们是全世界第一个发现这个途径的科研团队。

而且,这个发现告诉我们,晒太阳可能会提高学习和记忆能力这是为什么呢?原来啊,谷氨酸在神经元里有很重要的生理作用。据估计,大概人类大脑里高达90%的突触都会用到这种分子,而突触的可塑性正是大脑学习和记忆的关键。

学习能力真的提高了吗?

刚才的这一系列发现,也只是从理论上假设,模拟阳光的紫外线照射能促进谷氨酸的代谢,“可能”提高学习能力。要证实这一点,科学家们又做了一系列非常严谨的实验。

首先,他们将小鼠分为两组,一组接受紫外线照射,另一组则作为对照。研究表明,第一组小鼠的学习和记忆能力果然有了显著提升。

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其次,他们在小鼠体内静脉注射寻找到的尿刊酸分子,促进谷氨酸代谢。按他们的设想,谷氨酸代谢水平上去了,小鼠的学习能力也就会提高。而事实也证明了他们的结论。

最后,科学家们又做了一个精妙的实验。他们彻底阻断了谷氨酸的这个代谢通路,然后观察紫外线照射是否还能提高小鼠的学习水平。结果因为关键分子谷氨酸的代谢受阻,模拟的阳光照射失去了效果,小鼠的学习和记忆力就开始下降了。

这一系列实验表明,只要照上太阳(虽然实验里使用紫外线照射来代替的),就能增强动物的学习力和记忆力。在实验中,研究人员们将紫外线的强度换算了一下,大概是等于晒30分钟的太阳。而其提高学习能力的效果可以维持至少4个小时!

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图片来源:neatorama.com

为了你的聪明才智,周末别宅在家里,多出门晒晒太阳吧!

编辑:大琳砸

参考资料:

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.

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