Via：Pixabay作者 | Eric W. Dolan翻譯 | 杜雅興
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新研究揭示了我們的經(jīng)歷和情感如何影響大腦健康，研究提供的證據(jù)表明，線粒體——我們腦細胞內(nèi)的微小的能量工廠——可能在此中扮演關鍵角色。

一項由哥倫比亞大學（Columbia University）研究人員進行的新研究揭示了我們的經(jīng)歷和情感如何影響大腦健康。這項研究提供的證據(jù)表明，線粒體——我們腦細胞內(nèi)的微小的能量工廠——可能在此中扮演關鍵角色。對于老年群體來說，積極的心理社會體驗，例如更大的社交網(wǎng)絡或更強的目標感與更健康的腦線粒體相關。相反，消極的體驗，如社交孤立或抑郁，則與較弱的線粒體功能相關。研究結(jié)果現(xiàn)發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS；National Academy of Sciences）上。該研究的作者、哥倫比亞大學能源與健康領域的副教授和終身講席教授Martin Picard說：“心智是如何塑造我們的生理、健康潛力和疾病風險或許是醫(yī)學領域最大的空白。我們從幾十年的研究和個人經(jīng)歷中知道，我們的感受會影響我們的健康。但這方面幾乎沒有科學依據(jù)?！薄?strong>線粒體是每個細胞的能量和信息處理器。它們使我們活著并保持健康，使我們身體和大腦中的每個細胞能夠相互溝通，是我們可以保持健康不可或缺的一部分。我們需要揭示將我們的體驗與能量生物學聯(lián)系起來的心理生物學關系。這就是線粒體心理生物學的重點，也是Caroline Trumpff博士的研究重點。”為了更好地理解線粒體的作用，研究人員使用了來自兩項涉及近450名美國老年人的長期研究的數(shù)據(jù)。這些參與者在過去二十年中提供了關于他們心理社會體驗的詳細信息，并同意在去世后捐贈他們的腦組織進行分析。研究人員旨在量化積極和消極的社會心理體驗。他們創(chuàng)造了一些指數(shù)，將各種社會心理因素結(jié)合起來，形成積極和消極的總體得分。積極因素包括更大的社會網(wǎng)絡、更多的社會活動、強烈的目標感和整體幸福感。消極因素包括社交孤立、抑郁癥狀、負面情緒和感知壓力。通過將這些報告轉(zhuǎn)換為標準化分數(shù)，研究人員能夠系統(tǒng)地比較參與者的心理社會體驗與他們腦線粒體的生物狀態(tài)。在生物學分析方面，研究人員將重點放在背外側(cè)前額葉皮層上，這是一個參與執(zhí)行功能和情緒調(diào)節(jié)的腦區(qū)。他們使用先進的蛋白質(zhì)組學技術(shù)測量該區(qū)域線粒體蛋白的豐度。研究人員沒有分析數(shù)千個單獨的線粒體基因，而是將相關基因分為七類，或稱“線粒體型”，以反映線粒體功能的不同方面。這種創(chuàng)新的方法使得對線粒體健康的分析更加易于解釋和統(tǒng)計上更為穩(wěn)健。研究結(jié)果揭示了心理社會體驗與線粒體蛋白豐度之間的明確關聯(lián)。具有更高積極社會心理體驗分數(shù)的參與者具有更高水平的線粒體蛋白，特別是參與氧化磷酸化（OxPhos）的蛋白，這一過程是細胞能量生產(chǎn)的關鍵。相反，消極社會心理體驗分數(shù)高的參與者有較低水平的蛋白水平。醫(yī)學心理學的助理教授Trumpff解釋道：“我們的研究表明老年人的心理狀態(tài)與其腦線粒體的生物學相關，這也是首次將主觀的心理社會體驗與腦生物學聯(lián)系起來?！盤icard 說：“在我們的生活中，我們難免會接觸到積極和消極的心理社會因素，其中一些可能會被滋養(yǎng)并長期影響著我們。我們現(xiàn)在通過Trumpff博士的研究了解到，這些因素與我們大腦中能量轉(zhuǎn)化中心的生物學——線粒體有關。我們早就知道運動、禁食和低碳水化合物飲食可以刺激線粒體。這項研究則將我們的主觀體驗，也是使我們成為人類的東西，與可能影響我們大腦能量流動的事物結(jié)合在一起。”研究的一個關鍵發(fā)現(xiàn)是心理社會體驗解釋了復雜I蛋白豐度變異的18%至25%。復雜I是OxPhos途徑中最大和最上游的酶。這一顯著百分比表明，個體間線粒體功能差異的相當一部分可以歸因于他們的心理社會體驗。積極的心理社會因素與能量轉(zhuǎn)化相關的蛋白水平較高相關，而消極因素則與這些蛋白水平較低相關。線粒體研究人員對這種效應的強度感到驚訝。Picard說：“與其他類似的研究相比，18%-25%的心理－生物學相關性是非常顯著的?！庇腥さ氖?，研究結(jié)果還表明，膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元可能以相反的方式對心理社會體驗作出反應或貢獻。膠質(zhì)細胞，包括星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，被發(fā)現(xiàn)與積極的心理社會體驗相關的線粒體基因表達較高。這意味著報告更多積極體驗的個體，其膠質(zhì)細胞的線粒體功能更為活躍。相反，同樣的積極體驗與神經(jīng)元中較低的線粒體基因表達有關。這種差異表明，神經(jīng)膠質(zhì)細胞可能會增強其能量產(chǎn)生和其他線粒體功能，以應對積極的經(jīng)歷，而神經(jīng)元可能會減少這些活動。膠質(zhì)細胞在大腦中發(fā)揮支持作用，包括為神經(jīng)元提供營養(yǎng)、維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)和參與免疫反應。它們在積極體驗下線粒體活動的增加可以增強這些支持功能，可能有助于改善整體大腦健康。另一方面，神經(jīng)元主要負責在大腦中傳遞信息，可能會在積極的心理社會條件下減少線粒體活動，以優(yōu)化能量使用或減少氧化應激。這些結(jié)果在不同性別和認知狀態(tài)的各種子群體中是一致的，表明心理社會體驗與線粒體健康之間存在廣泛而穩(wěn)健的聯(lián)系。但與所有研究一樣，這項研究仍存在一些局限性。其中一個主要限制是依賴于尸檢腦樣本。Picard 指出：“顯然，我們不得不在他們?nèi)ナ狼霸儐柸藗兊母惺埽⑶冶仨毜人麄內(nèi)ナ篮蟛拍芊治鏊麄兊木€粒體，因此，心理社會評估與生物測量之間存在時間差?！遍_發(fā)非侵入性技術(shù)以測量活體個體的線粒體健康可能會顯著推進這一研究領域。這些方法將允許對線粒體功能進行持續(xù)監(jiān)測，從而實現(xiàn)潛在問題的早期發(fā)現(xiàn)和及時干預。研究人員正在探索在臨床環(huán)境中評估線粒體健康的方法，這可能會徹底改變我們監(jiān)測和促進大腦健康的方式。Picard 說“我們的長期目標是創(chuàng)建一種將能量科學與人類能量體驗相結(jié)合的健康與治療科學。這將有助于將這種主觀情感引入醫(yī)學，并創(chuàng)建一個更全面的框架，幫助每個人達到最佳健康狀態(tài)?！?img src="http://img.trfsz.com/upload/news/2024/1125/photos/middle/20241125100153_2coh_r47nv1s.jpg" alt="圖片">線粒體：信號細胞器

參考文獻（點擊滑動查看）

1.Caroline Trumpff. et al.,( 2024),Psychosocial experiences are associated with human brain mitochondrial biology, Cell Biology, 121 (27) e2317673121

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