坚持跑步为什么会提高大脑认知能力，有什么科学依据吗？

源济

坚持跑步为什么会提高大脑认知能力，有什么科学依据吗？

作者 / 王治钧Lawrence

运动对你的大脑、包括情绪和专注力立刻产生积极作用，它会保护你的大脑并极大降低患抑郁症、老年痴呆症的可能。

我们都熟知「生命在于运动」，相信运动可以强健肌肉和锻炼心肺，让我们更健康，而现在越来越多脑科学相关研究发现：运动更关键的作用是对大脑的积极影响。

脑神经科学大咖的研究之路

脑神经科学家温迪·铃木（Dr. Wendy A. Suzuki）博士是纽约大学神经科学中心神经科学和心理学系教授，她曾经多次被受邀登上 TEDx 和 TED 大会分享关于运动和脑神经的研究，她的「运动和大脑」的演讲是 2017 年 TED 十大演讲之首。

温迪博士最初研究方向是大脑可塑性，她从行为方面研究大脑记忆，从解剖学的角度观察病变的影响，她在人类大脑能力形成、长期记忆等领域的研究曾取得卓越的成果，是脑科学研究领域的先锋人物。

温迪博士在 TED 演讲中简单介绍了她主要研究的大脑中和记忆相关的 2 个关键部分。

第一部分是前额叶，它处于大脑的前部，额头后面的那个部分，对做决定、专注力、注意力及性格等至关重要，被称为「人格所在地」，也是负责计划、注意、工作记忆、决策，以及管理社交行为必不可少的脑区；另一个重要的区域是在颞叶，这部分脑叶与听觉、视觉和记忆有关，在大脑里有两个颞叶，左右一边一个，在颞叶深处有一个非常关键的结构，它对你的能力至关重要，能够形成和保存对事实、事件的长期记忆，它被称作海马体（hippocampus），海马体还涉及情绪和想象的一些工作。

海马体

海马体图示 2

海马体令很多脑神经科学家非常着迷，因为它是短暂记忆的关键位置，比如说，你的初吻，或者你第一个孩子诞生的时刻， 如何形成一个能够改变你的大脑且持续终生的记忆？

这是很多脑神经科学家想要去弄明白的。温迪博士领导的研究小组发现了海马体神经活动变化模式，她揭示了海马体将时间纳入记忆时的关键作用，当形成新的记忆的时候，科学家们可以记录到海马体中每个单独细胞活动，从本质上尝试解码这「电流」活动的短暂爆发，这是神经元相互交流的方式，这些短暂的爆发就可能会让我们形成一段新的记忆。

人类大脑短期记忆的形成和长期记忆的保留是很多脑科学家毕生研究的方向，温迪博士的科学兴趣是大脑对环境的反应有多大变化，在这个领域她取得很大成就，但进入职业生涯 20 年后，她逐渐感到某种中年危机：她因忙于科研而缺乏社交，没啥朋友；「吃」成了她的爱好，缺乏运动使她身体发福超重；具有讽刺意味的是她是大脑记忆科学领域的专家，但除了科研，她自己的珍贵人生记忆却并不多… …

温迪博士的这些苦恼和迷失，让她下定决心独自去参加了一次户外探险旅行，她懊恼地发现自己的体力既不如 16 岁少年，也不如 60 岁老人，这极大刺激了她，于是她开始进入健身房体育锻炼，想一改自己书呆子形象，没想到她深爱运动并一发不可收，甚至通过了健身教练的认证。

通过运动她有了脱胎换骨的变化，提升了健康状况，体型恢复了，性格不再孤僻，情绪、精力和自信感也改善了，甚至连写科学论文竟然也「下笔如有神」，后来更是成为一位充满激情的公共演讲人。

温迪教授在演讲中用一个真实的大脑标本演示自己的科研成果

自己身上明显的改变让她对「锻炼对大脑的影响」产生了浓厚兴趣，于是干脆转移了自己的科研方向，研究运动如何影响情绪、记忆力和注意力，什么样的运动更能改善人类的学习、记忆以及他们的认知能力，她甚至在纽约大学开了「运动改造大脑」的公开课程，通过出版畅销书籍等各种途径推广「体育运动改变大脑」的科普知识。

看到了吧，一个科学家将业余爱好和自己科研领域结合在一起才是最好的工作。

运动对大脑的 3 方面影响

大脑是人体最精密的组织，大众对它的认知往往有很多误区。比如，很多人相信青少年的大脑发育迅速，而成年人类的大脑不会再生长，而温迪教授的研究表明大脑是有可塑性的，大脑由神经元（脑细胞）和神经胶质（支持性细胞）组成，它们有根据环境发生改变的能力，刺激丰富的环境具有更厚的皮层、更多的大脑血管，某些神经递质和生长因子的水平更高， 运动可以令大脑更积极、更高效、更聪明。

温迪博士的实验室通过研究脑神经可塑性，揭示运动对大脑功能的刺激影响，以及运动对老化大脑的影响，如何最好地结合锻炼来治疗情绪和认知障碍。运动和自我肯定干预相结合的方案可以提高创伤性脑损伤患者的认知能力和情绪。

温迪教授相信运动对大脑的可塑性可以体现在以下几个方面：

1. 运动对大脑有即时影响

运动对大脑的立竿见影的刺激影响。 你所做的每一点运动都会立刻提升你多巴胺、血清素和肾上腺素等神经递质的水平，有助于提升建立和维持脑神经细胞连接，立马改善你的情绪。

温迪的实验显示，单个短暂的运动可以提升一个人转移和集中注意力的能力，这种提升可以持续至少两个小时。 而且研究还显示，运动本身可以提高你的反应速度，比如你去接一个失手掉下的杯子时反应会更迅速。

静坐和行走 20 分钟之后脑神经活跃扫描图示

1. 运动对大脑长期持久性的影响：

短暂运动的直接影响都是短暂的，一个长期的锻炼者的心肺功能会提升，他的运动习惯也会改变大脑的解剖结构和生理机能。

在神经科学研究中最常见的运动效应是提升注意力，刺激改善大脑前额叶皮层活动，同时也增加海马体新脑细胞数量，新细胞更容易兴奋，脑细胞数量的增加会改善我们记忆编码能力，可以提升长期记忆力。 你不仅能够获得即时的愉悦心情，这种情绪还能够维持较长的时间，所以你获得的是能够长期存在的情绪转化神经元。

1. 运动所带来最大的意义是对于大脑的保护作用。 

根据温迪的研究数据显示：人类进行的运动越多，在特定年龄患痴呆症的几率就越小。

痴呆症是一种老年人常见病。长期坚持进行有规律的运动可能对大脑有保护作用， 这是她近期最激动人心的成果。运动会增强大脑中容易退化的区域的功能，有助于老年人的执行功能和改善痴呆症患者的记忆功能。

温迪发现仅仅通过哪怕是步行这种简单运动也可能将患痴呆症的风险降低 30%。当然，这并不意味着锻炼可以治愈痴呆症或阿尔茨海默病，它只是增强了您的大脑。

健康大脑——中度——重度痴呆症大脑变化

我们可以大脑想象成是一块肌肉，你运动的越多，你的海马体和前额皮层就越大越强壮，因为前额叶皮层和海马体是最易患神经退行性疾病影响的两个区域，它们容易随着年龄增长认知能力下降。

长期持续的运动量不仅能够预防痴呆和阿兹海默综合症， 更能够创造最强壮有力的海马体和前额皮层，能够更有效抵御这些疾病。 因此，你可以把运动想象成是为你的大脑额外提供的退休金计划。

关于运动和大脑的进一步研究：

近年来一些脑神经科学家开始专注研究「运动改善大脑功能」的机理。

随着年龄的增长，人类前额叶皮层和海马体会退化。但温迪教授相信这种认知能力下降可以通过专门为老化的大脑建立的特殊锻炼计划来减少。她的愿景是，就像健美运动员知道要专注于三角肌或二头肌一样，她希望能定制针对性的锻炼来帮助我们的海马体或前额叶皮层。

目前的阶段因为个体差异，你很难明确一个公式来说明需要多少运动，一般来说有一个更积极的运动习惯是必要的， 比如你不需要参加铁人三项等那种超强度的运动，普通运动也能获得有益的改变，比如每周运动三到四次，哪怕每次最低 30 分钟，你也不需要专门跑健身房去买一张昂贵的会员卡，哪怕在周边街区多走一圈也算运动，多走走楼梯台阶，这些能量的聚集和跑步、游泳等有氧训练是一样的，够让你的心率加快，大脑得到锻炼。

温迪博士的实验室目前在做的研究之一是尝试定义最佳运动的「处方」，根据年龄、健身的情况， 以及基因背景来实现运动效果的最大化，提升和保护大脑。 最有效地利用体育锻炼来改善许多不同神经系统疾病的情绪和认知，包括创伤性脑损伤 (TBI)、阿尔茨海默病、帕金森病和抑郁症等，她希望能提供需要提供基于研究成果和数据的行动指南，了解在不同运动模式下， 人群和年龄组的认知表现，虽然这些研究仍然处于早期阶段，但成果却是激动人心的。

结论:

大量强有力的研究成果和案例分析告诉我们，运动通过改善大脑内所有重要的化学物质来强健大脑，让大脑发挥最大潜能，提高学习力和记忆力;运动还能改善情绪和注意力、减少压力和焦虑，防止甚至逆转一些大脑老化引起的衰退。

运动不仅是一种完美的治疗药，还是一种没有任何副作用的预防针。所以说，强健肌肉和增强心肺功能是仅仅是运动最基本的作用，而运动让我们心情愉快的真正原因是:锻炼让大脑处于最佳状态。

健身健脑，让我们多多运动吧。