- นักวิจัย MIT ยืนยันจากการทดลองกับเซลล์ว่า การหดตัวของกล้ามเนื้อ ที่เกิดขึ้นระหว่างการออกกำลังกาย อาจกระตุ้นการเติบโตของนิวรอนสั่งการได้ไม่เพียงผ่านสัญญาณชีวเคมี แต่ยังผ่านแรงทางกายภาพด้วย
- นิวรอนสั่งการที่สัมผัสกับส่วนผสมของ ไมโอไคน์ (myokines) ที่กล้ามเนื้อที่ออกกำลังกายหลั่งออกมา เติบโตได้ไกลกว่านิวรอนที่ไม่ได้สัมผัส 4 เท่า
- แม้ใช้เพียง การกระตุ้นเชิงกล ที่ดึงนิวรอนไปมาซ้ำ ๆ คล้ายการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ ก็พบการเติบโตในระดับใกล้เคียงกับการสัมผัสไมโอไคน์
- การวิเคราะห์ยีนพบการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนในนิวรอนที่ได้รับการกระตุ้นจากการออกกำลังกาย ซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเจริญเต็มที่ของนิวรอน การสื่อสารกับกล้ามเนื้อและเส้นประสาทอื่น ๆ รวมถึงการเจริญเต็มที่ของแอกซอน
- การกระตุ้นกล้ามเนื้อเป้าหมายอาจนำไปสู่การบำบัดที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกาย เพื่อช่วยฟื้นฟูเส้นประสาทที่เสียหายหรือเสื่อมสภาพ และปรับปรุงความสามารถในการเคลื่อนไหว
การเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการออกกำลังกายกับการเติบโตของนิวรอน
- การออกกำลังกายเป็นประจำมีผลดีไม่เพียงต่อกล้ามเนื้อ แต่ยังรวมถึงกระดูก หลอดเลือด และระบบภูมิคุ้มกันด้วย และการทดลองครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าผลดังกล่าวอาจไปถึงระดับของ นิวรอนแต่ละเซลล์ ได้ด้วย
- เมื่อกล้ามเนื้อหดตัวระหว่างการออกกำลังกาย กล้ามเนื้อจะหลั่งส่วนผสมของสัญญาณชีวเคมีที่เรียกว่า ไมโอไคน์ และสัญญาณนี้ส่งผลต่อการเติบโตของนิวรอน
- นิวรอนที่สัมผัสกับไมโอไคน์เติบโตได้ ไกลกว่า 4 เท่า เมื่อเทียบกับนิวรอนที่ไม่ได้สัมผัส
- นิวรอนตอบสนองไม่เพียงต่อสัญญาณชีวเคมี แต่ยังต่อผลทางกายภาพของการออกกำลังกายด้วย
- เมื่อดึงนิวรอนไปมาซ้ำ ๆ คล้ายการหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อ ก็พบผลกระตุ้นการเติบโตใกล้เคียงกับการสัมผัสไมโอไคน์
- ผลลัพธ์ได้รับการตีพิมพ์ใน Advanced Healthcare Materials
คำถามที่เริ่มจากงานวิจัยปลูกถ่ายกล้ามเนื้อก่อนหน้านี้
- ในปี 2023 ทีมวิจัยของ Ritu Raman ได้ รายงาน ว่า เมื่อปลูกถ่ายเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อให้หนูที่มีอาการบาดเจ็บของกล้ามเนื้อจากอุบัติเหตุ และกระตุ้นซ้ำ ๆ ด้วยแสงให้กล้ามเนื้อเคลื่อนไหว ความสามารถในการเคลื่อนที่สามารถฟื้นตัวได้
- เมื่อเวลาผ่านไป กล้ามเนื้อปลูกถ่ายที่ได้ออกกำลังกายช่วยให้การทำงานด้านการเคลื่อนไหวของหนูฟื้นตัว และระดับกิจกรรมเพิ่มขึ้นจนอยู่ในระดับที่เทียบได้กับหนูสุขภาพดี
- การวิเคราะห์เนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายพบว่า การออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมอกระตุ้นการสร้าง สัญญาณชีวเคมี ที่ทราบกันว่าช่วยส่งเสริมการเติบโตของเส้นประสาทและหลอดเลือด
- ทีมวิจัยจึงแยกทดลองเฉพาะเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อประสาท เพื่อดูว่ากล้ามเนื้อที่ออกกำลังกายเองมีผลโดยตรงต่อการเติบโตของเส้นประสาทหรือไม่ ไม่ใช่ผลจากเซลล์ชนิดอื่นอย่างระบบภูมิคุ้มกันในตัวสัตว์
ทำให้เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อออกกำลังกายและเก็บสารคัดหลั่ง
- ทีมวิจัยเพาะเซลล์กล้ามเนื้อของหนูให้เติบโตเป็นเส้นใยยาว จากนั้นหลอมรวมกันเป็น แผ่นเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ ที่เจริญเต็มที่ขนาดเท่าเหรียญ
- กล้ามเนื้อนี้ถูกดัดแปลงพันธุกรรมให้หดตัวเมื่อได้รับแสง
- นักวิจัยฉายแสงซ้ำ ๆ เพื่อให้กล้ามเนื้อหดตัวเหมือนถูกบีบ และจำลองให้คล้ายพฤติกรรมการออกกำลังกาย
- เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อเติบโตและออกกำลังกายบน แผ่นเจล ที่ Raman เคยพัฒนาก่อนหน้านี้
- เจลนี้ออกแบบมาเพื่อรองรับเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ และป้องกันไม่ให้เนื้อเยื่อหลุดออกระหว่างการกระตุ้น
- นักวิจัยคาดว่าสารละลายรอบเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อที่ออกกำลังกายจะมี ไมโอไคน์ ซึ่งรวมถึง growth factor, RNA และโปรตีนหลายชนิด
- โดยปกติกล้ามเนื้อก็หลั่งไมโอไคน์อยู่แล้ว แต่เมื่อออกกำลังกายจะสร้างมากขึ้น
ไมโอไคน์กระตุ้นการเติบโตของนิวรอนสั่งการ
- ทีมวิจัยย้ายสารละลายไมโอไคน์ไปยัง นิวรอนสั่งการ ในจานเพาะแยกต่างหาก
- นิวรอนสั่งการคือเส้นประสาทในไขสันหลังที่ควบคุมกล้ามเนื้อซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวโดยสมัครใจ
- นิวรอนถูกเพาะจากสเต็มเซลล์ที่มาจากหนู และเลี้ยงบนแผ่นเจลคล้ายกับเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ
- นิวรอนที่สัมผัสกับส่วนผสมไมโอไคน์เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว
- เติบโตได้ ไกลกว่า 4 เท่า เมื่อเทียบกับนิวรอนที่ไม่ได้รับสารละลายชีวเคมี
- ระยะการเติบโตยาวกว่าและความเร็วก็สูงกว่า โดยผลเกิดขึ้นแทบจะทันที
- การวิเคราะห์ RNA ยืนยันการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนในนิวรอนที่ได้รับการกระตุ้นจากการออกกำลังกาย
- ยีนจำนวนมากที่ถูกปรับเพิ่มการแสดงออกเกี่ยวข้องไม่เพียงกับการเติบโตของนิวรอน แต่ยังเกี่ยวข้องกับ การเจริญเต็มที่ของนิวรอน ด้วย
- ยังพบการเปลี่ยนแปลงของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารกับกล้ามเนื้อและเส้นประสาทอื่น ๆ รวมถึงการเจริญเต็มที่ของแอกซอน
- ผลทางชีวเคมีของการออกกำลังกายอาจเชื่อมโยงกับกระบวนการที่นำให้นิวรอนเข้าสู่สภาพที่เจริญเต็มที่และทำงานได้มากขึ้น
ผลทางกายภาพของการออกกำลังกายก็สำคัญเทียบเท่าสัญญาณชีวเคมี
- ทีมวิจัยตรวจสอบว่า แม้ไม่มีสัญญาณชีวเคมีจากกล้ามเนื้อ แค่ แรงเชิงกล ของการออกกำลังกายเพียงอย่างเดียวจะเปลี่ยนแปลงการเติบโตของนิวรอนได้หรือไม่
- พวกเขาเพาะนิวรอนสั่งการอีกชุดหนึ่งบนแผ่นเจลที่มีแม่เหล็กขนาดเล็กอยู่ภายใน
- ใช้แม่เหล็กภายนอกเขย่าแผ่นเจลและนิวรอนไปมา เพื่อให้ “ออกกำลังกาย” วันละ 30 นาที
- นิวรอนที่ได้รับการเคลื่อนไหวเชิงกลเติบโตได้มากพอ ๆ กับนิวรอนที่สัมผัสกับไมโอไคน์
- เติบโตได้ไกลกว่านิวรอนที่ไม่ได้รับการกระตุ้นจากการออกกำลังกายใด ๆ อย่างมาก
- ทั้งผลทางชีวเคมีและผลทางกายภาพได้รับการยืนยันว่าเป็นแกนสำคัญต่อการเติบโตของนิวรอน
- ขั้นตอนต่อไปคือการศึกษาว่า จะใช้การกระตุ้นกล้ามเนื้อเป้าหมายเพื่อทำให้เส้นประสาทที่เสียหายเติบโตและฟื้นตัว และช่วยฟื้นฟูความสามารถในการเคลื่อนไหวของผู้ที่มีโรคทางระบบประสาทเสื่อม เช่น ALS ได้หรือไม่
- บทความวิจัย: “Actuating Extracellular Matrices Decouple the Mechanical and Biochemical Effects of Muscle Contraction on Motor Neurons”
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นบน Hacker News
เห็นหลายคอมเมนต์อ่านเป็นว่า “การฝึกกล้ามเนื้อทำให้สมองแข็งแรงขึ้น” เลยขอสรุปให้ชัดว่า งานวิจัยนี้พูดถึง motor neurons ไม่ใช่นิวรอนในสมอง
motor neurons คือเซลล์ประสาทที่อยู่ระหว่างไขสันหลังกับเซลล์กล้ามเนื้อ ทำหน้าที่ส่งสัญญาณจากสมองไปเป็นการหดและคลายตัวของกล้ามเนื้อ
ดูเหมือนว่าเป็นที่รู้กันอยู่แล้วว่าเมื่อออกกำลังกาย การเลี้ยงประสาทของกล้ามเนื้อ หรือความละเอียดของจำนวนเซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อกับกล้ามเนื้อหนึ่งมัด จะเพิ่มขึ้น และนี่คือกลไกของการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ละเอียดอ่อนแบบที่นักเปียโนมี
งานวิจัยนี้ดูเหมือนจะช่วยอธิบายกระบวนการนั้นให้ชัดขึ้น และให้ หลักฐานเชิงประจักษ์ ที่แข็งแรงขึ้นสำหรับกลไกดังกล่าว ถ้านำไปใช้กับการฟื้นตัวจากการบาดเจ็บของเส้นประสาทหรือไขสันหลังได้ ก็น่าคาดหวังมาก
การออกกำลังกายแบบ HIIT ทำให้กล้ามเนื้อสร้างกรดแลกติก และกรดแลกติกนี้ผ่านกำแพงเลือด-สมองไปกระตุ้นการแสดงออกของ brain-derived neurotrophic factor
BDNF สำคัญต่อการเติบโตและการซ่อมแซมนิวรอน และแค่สปรินต์แบบเต็มแรงไม่กี่ครั้งต่อสัปดาห์ก็เพิ่มได้ค่อนข้างมาก นับเป็นข่าวดีสำหรับคนที่มีเวลาออกกำลังกายแค่ไม่กี่ชั่วโมงต่อสัปดาห์
ไม่แน่ใจว่าการยกน้ำหนักมีผลแบบเดียวกันหรือไม่ ไม่ได้ค้นเรื่องนี้มาพักหนึ่งแล้ว ข้อมูลที่มีอาจตามงานวิจัยล่าสุดไม่ทัน
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6246624/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6435829/
ไม่รู้ว่าทำไมการเติบโตของกล้ามเนื้อน่องถึงไม่สมดุลกันอย่างสุดขั้วขนาดนี้ เลยลองยืนเขย่งน่องด้วยขาซ้ายข้างเดียว ปรากฏว่าทำไม่ได้ และผ่านไป 6–7 เดือนแล้วตอนนี้ก็ยังทำไม่ได้
ผมไม่ได้ฝึกน่องซ้ายแยกต่างหาก แค่ยังวิ่งตามปกติและสควอตบ้างเป็นครั้งคราว
เลยคิดว่าอาจเกี่ยวกับการที่ motor neurons ไม่ยิงสัญญาณได้ถูกต้อง นักกายภาพบำบัดแนะนำให้ยืดน่องกับนิ้วเท้า แต่ผมรู้สึกว่าไม่สมเหตุสมผล เพราะการไปขยับกล้ามเนื้อหรือกระดูกที่ไม่ได้ทำงานอย่างที่ควรจะเป็นอาจทำให้แย่ลงไม่ใช่หรือ
ผมไม่ได้คำตอบที่น่าเชื่อถือ แต่พอเห็นเปเปอร์นี้ก็เริ่มคิดว่าเขาอาจชี้จุดได้ถูกแล้วก็ได้ การออกกำลังกายโดยแยกกล้ามเนื้อน่องออกมาอาจช่วยให้เซลล์ประสาทเหล่านั้นยิงสัญญาณได้
ตอนนี้ยังไม่ถึงขั้นพิการ แต่ไม่รู้ว่าอีก 20–30 ปีจะส่งผลต่อการทรงตัวอย่างไร ตอนนี้ผมอายุ 47 ปี
ถ้าจะควบคุมกล้ามเนื้อก็ต้องใช้นิวรอน ดังนั้นการมี feedback loop บางอย่างก็ดูสมเหตุสมผล
จำได้ว่าเคยอ่านว่ามี feedback loop คล้ายกันระหว่างการเติบโตของกล้ามเนื้อกับความหนาแน่นของกระดูก ประมาณว่ายิ่งแข็งแรงขึ้น กระดูกก็ได้ประโยชน์โดยปรับให้ทนต่อแรงโหลดที่สูงขึ้นได้
ตามที่ผมเข้าใจ ห่วงโซ่การเคลื่อนไหวไล่จากระบบประสาท → กล้ามเนื้อ → เอ็น → กระดูก จึงเป็นธรรมชาติที่จะมองว่าองค์ประกอบทั้งหมดนี้ทำให้กันและกันแข็งแรงขึ้นไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง
ที่มา: https://www.youtube.com/watch?v=6PNBjKJ9hxQ
สองสิ่งที่ช่วยให้ความคิดแจ่มชัดและการนอนดีขึ้นคือ งดแอลกอฮอล์ กับการฝึกกล้ามเนื้อ
ถ้ามีปัญหาเรื่องความคิดแจ่มชัดหรือการนอน ก็คงลดลงมากกว่านี้ และเคยลอง Dry January แล้ว แต่แปลกใจที่ร่างกายไม่ได้เปลี่ยนไปมากอย่างที่คิด อาจเป็นไปได้ว่า 30 วันยังไม่นานพอ
ทุกอย่างส่งผลต่อกันหมด
มันเป็นการออกกำลังกายที่ใช้ร่างกายมากด้วย แต่ดูเหมือนจะช่วยคลายความตึงของกล้ามเนื้อหลายส่วนที่มักเป็นสาเหตุของปัญหาการนอนแต่เราไม่ค่อยสังเกต เช่น ไหล่ สะโพก และ hamstrings
ตอนทำ Ashtanga ผมนอนหลับดีขึ้น และถึงจะนอนน้อยลงร่างกายก็ยังรู้สึกดีกว่าเดิม น่าทึ่งจริง ๆ ตอนนี้ยังติดปัญหาหลายอย่างที่ทำให้ใส่มันกลับเข้าไปในชีวิตประจำวันได้ยาก
ต้องกลับไปยิมด้วย แต่เวลาความมั่นใจต่ำ การรวบรวมแรงไปยิมมันยากเกินไป จริง ๆ นั่นแหละคือเหตุผลที่อยากกลับไปออกกำลังกาย เลยเป็นเรื่องที่ค่อนข้างโง่เหมือนกัน
แค่เดินเร็ว ๆ หนึ่งชั่วโมง ปีนเขา หรือยกดัมเบล 10–15 ปอนด์ไม่กี่ครั้ง ก็ให้ผลน่าทึ่งต่อการลดความกังวล คลายความตึงและความปวด และทำให้สมองแล่น
ทั้งร่างกายคือ ระบบคิด ที่มีเส้นประสาทและกล้ามเนื้อ และต้องการ feedback เพื่อให้ทำงานได้ดี
ใครที่เริ่มออกกำลังกายแล้วจะสังเกตได้ทั้งนั้น ช่วงสองสามสัปดาห์แรก แรงและความอึดจะเพิ่มขึ้นเร็วมากเพราะ สัญญาณประสาทดีขึ้น หลังจากนั้นการเพิ่มกล้ามเนื้อจะเป็นตัวหลักและความเร็วจะช้าลง
โอเค เกือบจะอยากเริ่มยกน้ำหนักแล้ว
ถ้ามีงานวิจัยออกมาว่ามันทำให้ผมขึ้นด้วย ผมจะเริ่ม 100%
เมื่อก่อนไม่ค่อยสนใจรูปลักษณ์ตัวเองนัก แต่ผมร่วงนี่กระทบแรงจริง ๆ Finasteride ทำให้ซึมเศร้า ส่วน Minoxidil ก็ยุ่งยากเกินไป เห็นคอมเมนต์แบบนี้แล้วรู้สึกว่าไม่ได้เป็นอยู่คนเดียว
มันดูเหมือนจะมีองค์ประกอบของ การท้าทายตัวเอง ที่จะเข้าใจได้ก็ต่อเมื่อเริ่มทำแล้วเท่านั้น
ไม่ค่อยเข้าใจว่าส่วนไหนในนี้ที่อ้างว่าเป็นเรื่องใหม่ ผลของ myokines ต่อการเติบโตและสุขภาพของนิวรอนไม่ใช่ปรากฏการณ์ที่รู้กันดีอยู่แล้วหรือ?
หรือเป็นอีกกรณีที่ข่าวประชาสัมพันธ์ของ MIT พูดเกินจริงเกี่ยวกับงานวิจัย?
ถ้าอย่างนั้นทำไมผู้ป่วย บาดเจ็บไขสันหลัง ถึงต้องอยู่นิ่ง ๆ?