综述:运动–鸢尾素–前额叶皮层轴在调节社会认知中的作用:理解与治疗物质使用障碍的新框架

时间:2026年3月25日
来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews

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物质使用障碍(SUD)引发的社会认知缺陷可通过运动诱导的irisin分子跨血脑屏障修复前额叶皮层(PFC)执行功能网络实现,为SUD康复提供新机制。

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翟小辉|王东石
浙江宁波大学体育科学学院,中华人民共和国

摘要

物质使用障碍(SUD)已升级为全球性的公共卫生危机,其核心病理不仅包括生理依赖和复发的风险增加,还包括慢性物质滥用导致的严重社会认知障碍。这些障碍是康复的主要障碍,但在当前的治疗框架中仍被忽视。本文提出并验证了一个以“运动-鸢尾素-社会大脑”轴为中心的创新理论框架。我们提出了一个核心路径假设:定期运动可以诱导骨骼肌释放肌因子鸢尾素,鸢尾素进入血液并穿过血脑屏障,作用于前额叶皮层(PFC),而前额叶皮层是社会认知和执行功能的中枢。通过上调脑源性神经营养因子(BDNF)和抑制神经炎症等机制,鸢尾素可能有助于修复支持高级社会认知的执行功能网络,从而提高社会认知能力,最终为SUD患者的社会功能重建提供支持。这一新范式不仅提供了一个可验证的生物学途径,以理解运动如何修复成瘾的大脑,还超越了传统模型主要关注戒断和复发的局限性,将康复目标提升到强调社会功能恢复的高度。

引言

物质使用障碍(SUD)已成为一个严重的全球公共卫生危机,其后果不仅影响个人健康,还对社会结构造成巨大压力(Hatzigiakoumis等人,2011年)。尽管医学和心理治疗方法在控制戒断症状和预防复发方面取得了进展(López等人,2021年;Oke等人,2024年),但当前的治疗框架大多忽视了社会功能的恢复。研究表明,成瘾物质会损害大脑的社会网络,特别是前额叶皮层(PFC),后者是社会认知和执行功能的中枢(Goldstein和Volkow,2002年;Goldstein和Volkow,2011年),导致共情、换位思考和情绪感知能力下降(Bedi等人,2010年;Homer等人,2008年;King等人,2022年;Volkow等人,2011年;Zhong等人,2016年)。SUD患者经常经历社会隔离、关系紧张和共情能力下降,这增加了复发风险并阻碍了社会重新融入(Daley,2013年)。因此,探索恢复SUD患者社会功能的干预策略已成为研究重点。
一系列系统评价和荟萃分析表明,定期运动干预对SUD患者有显著益处(Cabral等人,2024年;Jake-Schoffman等人,2020年;Montón-Martínez等人,2025年;Xu等人,2024年)。有氧运动已被证明可以改善情绪状态,降低焦虑和抑郁水平,并减少SUD患者的药物渴求(Ye & Liu,2023年)。Lynch等人(2013年)强调了运动恢复正常大脑功能的能力。总体而言,这些研究表明,运动不仅减轻了与成瘾相关的负面情绪和生理后果,还通过促进神经功能重塑直接影响大脑。这一过程为SUD患者的认知功能恢复奠定了基础。
虽然运动对SUD的好处越来越受到认可,但将外周生理活动与中枢神经系统重塑联系起来的分子机制仍不完全清楚。最近的研究发现,鸢尾素是一种由骨骼肌释放到血液中的新型运动诱导肌因子,可能是这一过程中的关键信使(Nygaard等人,2015年;Pang等人,2018年;Tsuchiya等人,2014年;Tsuchiya等人,2015年)。来自神经退行性疾病和脑血管损伤的动物模型以及人类研究的证据证实,鸢尾素可以穿过血脑屏障(BBB)并直接作用于中枢神经系统(CNS),在那里上调脑源性神经营养因子(BDNF)的水平(Piya等人,2014年;Wrann等人,2013年)。基于这些证据,本文提出了一个针对SUD社会认知缺陷的新框架。我们的核心假设认为,定期运动可以刺激鸢尾素的释放,鸢尾素随后穿过血脑屏障并作用于前额叶皮层等社会大脑区域。通过上调BDNF和抑制神经炎症等机制,鸢尾素可能有助于修复支持高级社会认知的执行功能网络。这一修复过程可能有助于恢复共情和心理理论等能力,从而为帮助SUD患者重建社会联系和降低复发风险提供潜在的神经生物学基础(见图1)。这一框架提供了一个可验证的神经生物学机制,以理解运动如何缓解SUD中的社会障碍。然而,需要注意的是,迄今为止,还没有研究直接检验鸢尾素是否介导了SUD患者运动引起的社会认知改善。因此,本文提出的综合因果路径,特别是鸢尾素介导的前额叶皮层修复与社会认知恢复之间的联系,仍是一个需要直接实证验证的理论假设。

章节摘录

支持社会认知的神经网络

成瘾导致的社会功能障碍可以追溯到其对大脑社会网络的影响。在健康个体中,复杂的社会能力由多个相互作用的神经系统支持,这些系统共同解释了他人的意图和情绪。科学共识认为,至少有三个核心网络对于这种社会认知是不可或缺的(Alcalá-López等人,2017年)。
其中第一个是执行控制网络(ECN),它以前额叶皮层(PFC)为核心

运动诱导的神经可塑性和认知恢复

在SUD康复领域,运动干预的好处远远超出了暂时缓解症状的范围。更重要的是,运动作为一种积极的神经重塑剂,能够从根本上修复成瘾引起的大脑损伤,尤其是在支持高级认知功能的前额叶皮层回路中(Ahn & Kim,2023年;Zheng等人

鸢尾素作为肌肉-大脑信号分子

如果运动是治疗成瘾大脑的有效方法,那么鸢尾素可能是将治疗效果从外周肌肉传递到中枢神经系统(CNS)的关键信使。这种仅在21世纪发现的肌因子正迅速被认可为连接身体活动与大脑健康的关键分子。本章系统地探讨了鸢尾素的生物学特性,包括其发现过程、穿过血脑屏障的途径以及其在体内的多种神经保护作用

运动-鸢尾素-社会大脑范式

基于对SUD社会认知缺陷的先前分析、运动的神经修复潜力以及鸢尾素的生物学特性,一个综合的理论框架应运而生。本章将这些组成部分整合成一个连贯的因果路径,并提出了一个以“运动-鸢尾素-前额叶皮层-社会大脑”轴为中心的范式,旨在修复SUD中的社会隔离。所提出的范式侧重于鸢尾素介导的信号通路,该通路连接

社会增强运动处方的设计原则

社会增强运动处方旨在促进和增强社会功能。通过精心设计的运动方案,它将经典的FITT原则(频率、强度、时间、类型)扩展为一个针对神经社会结果的靶向框架,同时增强关键神经营养因子(如鸢尾素)的响应性。

结论

与慢性物质使用相关的社会认知能力逐渐丧失是康复的主要障碍。本文构建并系统阐述了一个新的“运动-鸢尾素-前额叶皮层-社会认知”范式,概述了运动诱导的鸢尾素如何穿过血脑屏障作用于受损的前额叶皮层区域。通过上调BDNF和抗神经炎症等机制,鸢尾素介导的信号传递似乎可以恢复前额叶皮层功能

披露声明

作者声明没有需要声明的利益冲突。

资助

本研究得到了中国青年社会科学基金项目(项目编号20CTY018)和宁波青年科技创新人才计划(编号2025QL012)的支持。

CRediT作者贡献声明

翟小辉:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,概念化。
王东石:撰写——审稿与编辑,项目管理,资金获取,概念化。

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