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掌握蛋白质可以提高学习和记忆

就像有些人天生就会跑马拉松,跑几英里也不会累,其他人天生就有记忆的能力,从记时表到琐碎的事实。事实证明,这两种技能——跑步和记忆——并没有那么大的不同。

掌握蛋白质可以提高学习和记忆

索尔克的科学家和合作者发现,身体和精神活动依赖于一种单一的代谢蛋白质,这种蛋白质控制着血液和营养物质在全身的流动。这项新研究可能会指出再生和发育医学的潜在疗法,以及解决学习和记忆缺陷的方法。

索尔克基因表达实验室主任、2015年4月7日发表的这篇新论文的资深作者罗纳德•埃文斯(Ronald Evans)表示:“这一切都是为了在体内‘发电站’所需的地方获取能量。”“心脏和肌肉需要能量的激增来进行锻炼,神经元需要能量的激增来形成新的记忆。”

能量的肌肉和大脑,科学家们发现,是由一个叫做estrogen-related的蛋白质受体γ(ERRγ)。埃文斯的研究小组曾研究了ERRγ在心脏和骨骼肌的作用。2011年,他们发现,促进ERRγ久坐不动的老鼠的肌肉活动增加血液供应他们的肌肉和运行能力翻了一番。ERRγ,他们继续显示,取决于一系列肌肉的基因,将脂肪转化为能量。

因此,ERRγ被称为大师代谢开关激励肌肉来提高性能。虽然研究还表明ERRγ活跃在大脑中,研究人员不明白为什么大脑烧伤糖和ERRγ以前只有燃烧脂肪。因此,研究小组决定更仔细地研究这种蛋白质在脑细胞中的作用。

首先看孤立的神经元,李明裴,铅和共同通讯作者的论文,发现,在肌肉,ERRγ激活脑细胞代谢基因。出乎意料的是,这种激活与糖而不是脂肪有关。神经元缺乏ERRγ不能增加能源生产,从而损害性能。

“我们认为ERRγ整个身体也做了同样的事情,”埃文斯说。“但我们发现大脑的情况有所不同。现在“ERRγ,他们得出结论,在肌肉和燃烧脂肪的途径把大脑的途径。

埃文斯和他的同事注意到,ERRγ活老鼠是最活跃的大脑海马区——一个活跃在产生新的脑细胞,参与学习和记忆,需要消耗大量能源。他们想知道ERRγ直接参与学习和记忆。通过研究老鼠大脑中缺乏ERRγ,他们发现一个链接。

虽然没有蛋白质视力正常的小鼠,运动和平衡,他们在学习如何游泳慢通过水迷宫,贫困在后续试验比较记忆迷宫ERRγ小鼠与正常水平。

“我们发现老鼠失踪ERRγ基本上是非常缓慢的学习者,”裴说。不同程度的ERRγ也可能是个体人类如何学习之间的差异的根源,他推测。“每个人都可以学习,但有些人学习和记忆的效率比其他人高,我们现在认为这可能与大脑新陈代谢的变化有关。”

更好地理解神经元的新陈代谢可以为改善学习和注意力障碍的治疗指明方向。可能,加速ERRγ甚至可以增强学习的水平,就像提高肌肉功能。

埃文斯说:“我们已经证明,记忆实际上是建立在代谢支架上的。”“我们认为,如果你想了解学习和记忆,你就需要了解构成这一过程基础并为其提供动力的电路。”

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