一项开创性研究表明，神经系统健康既取决于大脑向肌肉发出的指令，也同样取决于身体大腿等大型肌肉向大脑发送的信号。该研究发表于《神经科学前沿》（Frontiers in Neuroscience）上，从根本上改变了脑部与神经系统医学的认知，为医生提供了新线索，帮助理解为何运动神经元病、多发性硬化症、脊髓性肌萎缩症及其他神经系统疾病的患者在活动受限后，病情往往迅速恶化。
“我们的研究支持这样一种观点：那些无法进行负重运动的人——例如卧床不起的患者，甚至长期太空旅行的宇航员——不仅会失去肌肉量，其细胞层面的体内化学环境也会发生改变，神经系统同样会受到不利影响。”拉斐拉·阿达米博士来自意大利米兰大学。
该研究让小鼠的后腿（而非前腿）在28天内无法活动。小鼠仍能正常进食和梳理毛发，且未表现出应激反应。实验结束时，研究人员检查了大脑中一个称为脑室下区的区域，在许多哺乳动物中，该区域负责维持神经细胞健康。该区域也是神经干细胞产生新神经元的部位。
限制身体活动使神经干细胞的数量比可自由活动的对照组小鼠减少了70%。此外，当运动被大幅减少时，神经元和少突胶质细胞（一种为神经细胞提供支持与绝缘的特化细胞）也未能完全成熟。
研究表明，使用腿部进行负重运动会向大脑发出信号，这对产生健康的神经细胞至关重要，而神经细胞对大脑和神经系统不可或缺。减少运动会使身体难以生成新的神经细胞——而这些细胞正是帮助我们应对压力、适应生活挑战的基础构件。
“我们生来就需要活动：行走、奔跑、蹲下再起身，并用腿部肌肉搬运物品，这绝非偶然，”阿达米说，“神经系统健康并非单向的街道，并非大脑向肌肉发出‘抬起’、‘行走’等指令那么简单。”
研究人员通过分析单个细胞获得了更深入的见解。他们发现，限制运动会降低体内的氧含量，从而形成无氧环境并改变新陈代谢。减少运动似乎还会影响两个基因，其中之一CDK5Rap1对线粒体的健康非常重要，线粒体是细胞的“动力工厂”，负责释放身体可利用的能量。这构成了另一个反馈回路。
这些结果揭示了多个重要的健康问题，涵盖从久坐生活方式对心血管的影响，到对脊髓性肌萎缩症（SMA）、多发性硬化症和运动神经元病等毁灭性疾病的深入理解，以及其他相关问题。
“自2004年起，我就一直关注神经系统疾病，”合著者达尼埃莱·博泰伊博士（同样来自米兰大学）说道。“我当时自问的问题是：这些疾病的结局，是否完全归因于脊髓损伤时脊髓上形成的损伤，或SMA病例中的基因突变，还是运动能力下降才是加剧疾病的关键因素？”
这项研究证明了运动的关键作用，并具有广泛的潜在意义。例如，研究人员表示，在规划将宇航员送入太空数月乃至数年的任务时，应牢记重力与负重运动对维护人类健康发挥着重要作用。
“可以说，我们的健康扎根于地球，其方式我们才刚开始理解，”博泰伊总结道。
