多晒太阳竟能变得更聪明?终于知道自己为啥学习不好了

发布时间:2018-08-07 15:12:47 来源 科普中国

本文专家:陶宁博士,中国科学院生物物理研究所副教授

大家都知道,太阳晒多了皮肤会变黑,这是因为阳光中的长波紫外线(UVA)可以刺激皮肤黑色素细胞分泌黑色素。


但是,你知道晒太阳会变聪明吗?

近期中国科学技术大学熊伟研究团队的一项研究表明,紫外线可影响中枢神经系统,例如可以影响到行为、成瘾性、识别和记忆,然而相关细胞与分子机制尚不清楚。

图左:对照组,图右:紫外线照射组。(注:小鼠背部剃毛)

该项研究通过单细胞质谱技术,研究B波段紫外线照射后单个神经元细胞的代谢产物变化,进而发现了这一有趣的事实。

具体怎么回事?且听下面分解:

什么是单细胞质谱?

质谱技术就是利用高能粒子将待检测样品打成小碎片,同时让这些小碎片带上电荷,然后让碎片们在电场中飞行,质量和电荷都会影响碎片的飞行时间,专业术语叫做质荷比(m/q),这些碎片飞行后投射到检测器上,将其转变成电信号,不同物质分子被打成的碎片大小和所带的电荷数均不同,根据该信息对比已知的样品图谱库,推导出样品中物质的种类和含量。

质谱技术原理

质谱可以同时测定几千种物质的种类和含量。而单细胞质谱技术就是测定1个细胞所发生的物质变化,例如本研究中的1个神经细胞,以往是以一群细胞为研究对象,只能检测到平均变化,相比较而言,单细胞质谱可以看得更清楚,自然研究的更透彻。

什么是B段紫外线?

太阳紫外线一般分为ABC三个波段,分别为UVA(长波黑斑效应紫外线)、UVB(中波红斑效应紫外线)和UVC(短波灭菌紫外线),波长范围分别为320~400nm,290~320nm和180~280nm。

UVA、UVB和UVC在电磁波谱上的位置

紫外线照射后为什么变聪明?

研究结果表明,适度紫外线B段(UVB)照射,可以提高实验小鼠的学习能力和记忆力。


其分子机制是紫外线通过诱导血液中的组氨酸转变成尿刊酸(UCA),后者通过血脑屏障进入大脑中枢,在神经细胞中转变为谷氨酸。


谷氨酸(GLU)引起运动皮质和海马区兴奋性增加,大脑皮质与长期记忆有关,相当于计算机硬盘,信息可以长期储存;海马区是大脑记忆与学习的控制区域,相当于计算机内存,参与信息的快速处理,提升这2个区域的谷氨酸含量,有助于提高学习能力和记忆力。


谷氨酸也是神经突触囊泡的主要成分,关系到神经突触的信息传递量和效率,因为神经突触信息传递是大脑神经活动的主要方式,提高谷氨酸含量,有助于提高脑部的信息传递速度和信息容量,加快反应速度,提升学习效率。

晒太阳的好处和弊端

1.冬日暖阳,幸福的滋味,阳光中的紫外线可让机体产生内啡肽,可产生镇痛的效果,这也是冬天晒太阳让人陶醉的原因。


2.治疗皮肤疾病。中波紫外线可用于疾病治疗,特别是皮肤疾患,例如过敏性皮炎、湿疹、牛皮癣、白癜风、皮肤T细胞淋巴瘤和尿毒症性皮肤瘙痒。

3.促进孩子智力发育。通过户外活动,接受阳光照射,特别是其中B段紫外线,不仅可以提高维生素D的生成,预防佝偻病和软骨症,还可以通过提高组氨酸转变成尿刊酸,进而升高大脑中枢的谷氨酸水平,提高神经活动的兴奋性,提高学习和记忆力,特别是处于学习兴趣旺盛阶段的孩子而言,具有积极意义。


随着电子游戏和智能手机的大量应用,“宅”似乎成为一种常态,缺乏户外运动,接受不到紫外线照射,对于儿童智力发育也是不良因素。

4.延缓老人智力减退。既然尿刊酸如此重要,老年人也要经常出来走动走动,晒晒太阳,对于延缓智力减退也有一定意义。


5.利于戒瘾。紫外线照射可以诱导内啡肽的产生,这是可以让人产生欣快感的物质,而网瘾之所以成瘾,也是因为网络游戏会刺激大脑产生内啡肽,从而让孩子们沉迷其中,晒晒太阳也能产生一定量的内啡肽,那么就有希望帮助孩子们远离网络成瘾。


6.适度。本研究中使用的紫外线剂量相当于半小时太阳的照射量,而在国际癌症研究机构公布的致癌物清单,紫外线辐射属于一类致癌物,特别是短波紫外线。因此适度的原则是需要重视的。

责编 李莉 总值班 杨波

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