多巴胺是一种神经递质和激素，与愉悦感、满足感和动力息息相关。在一项新的研究中，来自日本东北大学和电气通信大学等研究机构的研究人员发现多巴胺在认知能力为何会随着锻炼而提高中发挥着关键作用。这一结果表明，多巴胺还与锻炼时反应速度的加快有关。相关研究结果于2024年1月2日在线发表在Journal of Physiology期刊上，论文标题为“The neuromodulatory role of dopamine in improved reaction time by acute cardiovascular exercise”。 

　　这些作者表示，由于多巴胺在帕金森病、精神分裂症、多动症、成瘾和抑郁症等几种疾病中的重要作用，它可能为认知健康带来新的治疗途径。 

　　在这项新的研究中，他们使用一种称为正电子发射断层扫描（PET）的精密扫描设备测量了大脑中多巴胺的释放情况。它能跟踪体内细胞的代谢和生化活动。他们的研究结果显示，当参与者躺在这种设备里骑自行车时，他们的大脑会增加多巴胺的释放量，而这一过程与反应时间的改善有关。 

　　论文共同作者Joseph T. Costello博士说，“我们知道有氧运动能提高认知能力，但这一过程背后的确切机制在此之前并未在人类身上得到严格研究。利用新型脑成像技术，我们能够研究多巴胺在锻炼过程中促进大脑功能的作用，结果非常令人鼓舞。我们的新研究表明，这种激素是改善反应时间的重要神经调节剂。这些研究结果支持越来越多的证据表明锻炼是一种可行的疗法，可以治疗人一生中的一系列健康问题。” 

　　作为这项新研究的一部分，这些作者对52名男性参与者进行了三项实验。在第一项实验中，这些参与者被要求在休息时和在PET扫描仪中骑车时执行认知任务，这样他们就能监测参与者大脑中多巴胺的移动情况。第二项实验使用肌肉电刺激来测试强迫肌肉运动以刺激锻炼是否也能提高认知能力。最后一项实验结合了自主锻炼和非自主锻炼。 

　　图片来自Journal of Physiology, 2024, doi:10.1113/JP285173。 

　　在进行自主锻炼的实验中，认知能力得到了提高。而只使用肌肉电刺激时，情况并非如此。论文第一作者兼论文共同通讯作者、电气通信大学健康与运动科学实验室副教授 Soichi Ando 说，“我们希望在这项研究的一部分中取消肌肉的自主运动，以观察急性运动改善认知能力的过程是否存在于强迫锻炼中。但是我们的结果表明，锻炼必须来自大脑的中枢信号，而不仅仅是肌肉本身。这表明，当我们在锻炼时告诉我们的中枢指令移动身体时，这就是帮助大脑释放多巴胺的过程。” 

　　这些作者之前的研究已考察了氧气水平、认知能力和锻炼之间的关系，以验证“锻炼时呼吸的氧气越多，大脑就越清醒”这一理论。他们发现，在氧气含量低（低氧）的环境内外骑自行车时，个人的反应时间没有变化。 

　　Costello博士补充说，“这些最新发现支持了我们之前的理论，即锻炼时的认知能力会受到大脑调节激素（包括多巴胺）变化的影响。还有其他一些心理生理因素，包括脑血流量、唤醒和动机，也可能起到一定作用。” 

　　这些作者表示，要想充分了解多巴胺的释放与锻炼后的认知表现之间的关系，迫切需要进一步的研究。他们还认识到样本量相对较小的局限性，并建议在未来的实验中需要更多的参与者，包括女性和老年人，并需要更长的研究时间。 

　　（来源：Bioon细胞） 

　　原文出处：Ando S, Fujimoto T, Sudo M, Watanuki S, Hiraoka K, Takeda K, Takagi Y, Kitajima D, Mochizuki K, Matsuura K, Katagiri Y, Nasir FM, Lin Y, Fujibayashi M, Costello JT, McMorris T, Ishikawa Y, Funaki Y, Furumoto S, Watabe H, Tashiro M. The neuromodulatory role of dopamine in improved reaction time by acute cardiovascular exercise. J Physiol. 2024 Jan 2. doi: 10.1113/JP285173. Epub ahead of print. PMID: 38165254.