为什么说体育锻炼有助于大脑健康

20世纪90年月，研究人员公布了一系列的发现，这些发现几乎摇动了神经科学根蒂。几十年来神经科学的一个根基原则认为，成熟的大脑无法发生新的神经元。一小我成年今后，大脑神经元逐渐消费，这个过程是弗成逆转的。 （自媒体久久自媒体）

但越来越多的证据表明，成年人的大脑实际上能够发生新的神经元。 （原文来自www.jj00.com）

众所周知，体育运动能够改善身体很多器官的功能，这些结果平日与一小我的活动能力成正比。例如，当人们走路或跑步时，肌肉需要更多的氧气，持续络续的活动要求心血管系统增加心脏的维度和竖立新的毛细血管。磨炼带来的对身体挑战会促成心血管的良性转变，增加耐力等。相关研究陆续证实，活动对人类的大脑也有积极的影响，尤其是当我们逐渐变老的时候，适当的活动甚至有助于降低阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病的风险。 （原文来自久久自媒体）

科学家们经由对白老鼠的实验发现，在滚动的轮子上络续活动的白老鼠，其海马体味发生新的神经元。海马体是一种与记忆相关的大脑构造。

问题的要害在于，活动影响大脑背后的机制是什么。换句话说，事实什么样的活动挑战会引起大脑的回响呢?

回覆这个问题需要从新梳理人类对活动的见解。例如人们平日认为步行和跑步是身体的本能运动。但曩昔10年来的研究表明，这种传统见解是错误的。相反，步行或跑步等活动既是身体运动，也是认知运动。而身体运动和大脑认知之间的这种关联能够追溯到数百万年前人类建构其特征的发源时期。若是我们能更好地舆解活动为什么以及若何影响大脑，我们就能行使相关的生理途径来设计新的活动法式，从而提高人们的认知能力。

为了索求活动有益于大脑的机制，首先需要考虑的是大脑构造和认知的哪些方面临活动最敏感。美国加州索尔克生物研究所（SalkInstitute）的研究人员在上世纪90年月对小白鼠的研究显露，小白鼠的滚轮活动会增加其大脑的海马神经元。他们指出,这个过程与一种叫脑源性神经营养因子(BDNF)的卵白质的发生有关。BDNF在身体和大脑中发生，可以促进新神经元的生长和存活。索尔克小组和其他研究人员进一步证实，活动诱导的新神经的发生与啮齿动物改善其在记忆练习中的示意直接相关。

这一研究结论震惊了业界。人们很天然地将之与人类关联起来。因为人类衰老过程中，海马体的萎缩与记忆难题有着普遍的关联，在患有阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的人群中，海马体萎缩的水平更大。

跟着研究的络续深入，人们查询发现与啮齿动物一般，人类的有氧活动会促进脑源性神经营养因子的发生并增加其构造。这是大脑巨细和保持体式的要害范畴,个中就包罗海马体。

在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UniversityofIllinoisatUrbana-Champaign)的柯克·埃里克森(KirkErickson)和亚瑟·克莱默(ArthurKramer)进行的一项随机试验究竟显露，持续12个月的有氧活动会使老年人BDNF水平升高、海马体积增大，从而改善记忆力。一项对英国7000多名中老年人进行的研究揭橥于2019年的《大脑成像与行为》(BrainImagingandBehavior)杂志。该研究证实，花更多时间进行中等强度或猛烈体育磨炼的人，其海马体积更大。

固然今朝为止尚未清楚上述感化的具体机制，好比除了神经元的再生外，是否还与其他形式的大脑可塑性的增强以及神经元之间的关联更慎密有关，但综合起来的究竟清楚地表明，活动能够使大脑的海马体及其认知功能受益。

研究人员还证实了有氧活动对大脑其他部位也有益处，包罗前额叶皮层的成长。这一区域的增加与更灵敏的认知功能包罗规划、决议和多义务处理能力直接相关。这些能力与记忆一般，会跟着人的衰老而衰退，在阿尔茨海默症显现时又会进一步退化。科学家们猜忌，体育磨炼对前额叶皮层和海马体以外的其他大脑区域发生有益影响的原因，是现有神经元之间关联的增加，而不是新神经元的降生。

人类进化史的注释

一向立行走和连结活跃

越来越多的证据表明，有氧活动能够促进人们尤其是老年人的大脑健康。下一步就是要弄清楚事实是什么认知挑战激发了身体运动的这种适应性回响。研究小组起先认为研究人类大脑和身体之间的进化关系或者是一个很好的起点。前人类(包罗现代人类和我们已经灭尽的近亲)在六百万到七百万年前从我们现存的近亲黑猩猩和倭黑猩猩的谱系平分离出来。在那段时间里，人类进化出了很多剖解学上和行为上的适应性，使之区别于其他灵长类动物。研究认为个中两个进化上的转变，稀奇是其在促进活动对大脑功能的影响方面，是人们如今能够行使的。

首先，我们的祖先从用四肢行走改变为只用后腿竖立行走。这种两足行走的姿势意味着有时我们的身体味在一只脚上不不乱地连结均衡，而不是像其他类人猿那样有两只或更多的四肢。为了完成这项义务，我们的大脑必需协调大量的信息，在这个过程中，调整全身的肌肉运动来连结我们的均衡。在协调这些动作的同时，我们还必需注重任何情况障碍。换句话说，仅仅因为我们靠两足行走，我们的大脑就比我们的四足祖先在认知上接管更多的挑战。

第二，原始人类络续改变了的生活体式到场了更高水平的有氧活动。化石证据表明，在人类进化的早期阶段，我们的祖先或者是相对假寓的两足猿，他们首要吃植物。大约200万年前，跟着栖息地天气变冷逐渐干涸，至少有一群人类祖先起头以一种新的体式觅食，即狩猎和采集植物性食物。狩猎和采集主宰了人类近200万年的生存策略，直到大约1万年前显现了农业和畜牧业。杜克大学的HermanPontzer和加州大学洛杉矶分校的BrianWood的研究表明，因为寻找食物需要远程跋涉，狩猎和采集需要更多的有氧活动。

身体运动的增多导致对大脑需求的增加。当狩猎采集者在远处觅食时，他们必需勘探四周的情况，以确保认识本身的位置。这种空间导航依靠于海马体，而海马体恰是我们从磨炼中受益的大脑区域。跟着岁数的增进，海马体往往会萎缩。

此外，他们还必需行使视觉和听觉系统的感官信息，扫描四周的情况，寻找食物的信息。他们必需记住以前到过什么处所，什么时候有某种食物。大脑行使来自短期和历久记忆，做出决议和规划行程——这些认知义务是由海马体和前额叶皮层等区域支撑的。狩猎者和采集者也经常成群觅食，在这种情形下，他们或者会攀谈，并随时让大脑连结清醒并进行空间定位。所有这些多义务处理部门是由前额叶皮层掌握的，而前额叶皮层也会跟着岁数的增进而削减。

尽管任何觅食动物都必需导航并找到食物，但我们的祖先是在长达20多公里的快节奏跋涉中完成这些义务。在高速行进前提下，多义务处理变得加倍难题，需要更快的信息处理速度。

从进化的角度来看，在觅食时代和觅食之后，大脑必需预备好应对一系列挑战，以最大限度地提高觅食的成功率，这对大脑的成长是极有意义的。然则，竖立和维持如许一个大脑所需的生理资源包罗那些支撑新神经元的降生和存活的资源——络续地消费着身体的能量，若是不经常捕猎与采集（活动）并收获，从而实现良性轮回，大脑机能就会不进则退。换句话说，若是不经常行使这个系统，则或者会很快会失去这些优点。

2017年《神经科学趋势》杂志(TrendsinNeurosciences)的一篇文章具体阐述了这种进化神经科学对磨炼和大脑的概念，影响颇大。现在人们已不需要依靠有氧活动来寻找食物获得生存。跟着岁数增进，大脑萎缩和陪伴着的认知能力下降或者与人们久坐的习惯有关。

然则，纯真地依靠增加磨炼或者并不克充裕施展体育运动的潜力，从而防止大脑衰退。该研究的模型还表明，即使是那些已经进行了大量有氧活动的人也或者需要从新考虑他们的平常运动。换句话说，我们的磨炼体式并不是连结大脑活力和成长的有效模式。

古罗马斗兽场

想想我们好多人做有氧活动的体式。我们经常去健身房，使用固定的健身器材。在这种磨炼中，对认知要求最高的义务或者就是决意在跑步机上方的电视上选择哪个频道。更主要的是，这些健身器材基本没有连结均衡和调整速度的要求，更不消说在转变的情况中移动等其他对内涵认知挑战。

若是这种形式的活动意义不大呢?反观我们的祖先在一个弗成预知的世界里进化的，从而使脑体获得充裕的成长。若是我们改变磨炼模式，把认知挑战包罗进来，就像我们的祖先在狩猎和采集的过程中所面临的挑战那会怎么样呢?若是我们能够经由包含认知需求的运动来增加磨炼的结果，那么我们或许能够提高旨在提高认知能力的磨炼方案的功能，甚至有或者改变阿尔茨海默病(Alzheimer’s)等神经退行性疾病的病程。

二动思连系

事实上，越来越多的研究表明，与不发生认知需求的活动比拟，具有认知刺激功能的活动对大脑的益处更大。德国德累斯顿再生治疗中心的GerdKempermann及其同事经由对照纯真活动或活动后小白鼠海马新神经元的生长和存活情形，索求了这种或者性。他们发现了一个附加效应:活动自己对海马体有优点，但在刺激的情况中，将体育运动与认知需求连系起来则结果更好，这能发生更多的新神经元。在活动中和活动后使用大脑能提高神经元的存活率。

人们比来已经起头将这些研究从动物扩展到人类，究竟令人鼓舞。例如，研究人员一向在探究当人们将活动和认知挑战相连系时所履历得显著的认知下降。纽约州斯克内克塔迪结合学院(UnionCollegeinSchenectady)的凯·安德森测试了具有轻度认知功能障碍的人同时进交运动和认知干涉的情形。当然，在得出任何切实结论之前，还需要在这类人群中做更多的研究，但今朝的研究究竟表明，那些认知能力正鄙人降的人或者会受益于在玩需要智力的电子游戏的同时进行的磨炼。在对健康成年人的研究中，安德森·汉利和她的同事们还发现，与纯真的磨炼比拟，同时磨炼和玩电子游戏（具有认知挑战性）会促进轮回BDNF的增进。这些发现进一步支撑了BDNF在活动诱导脑功能方面起感化的概念。

研究发现，与健康但久坐不动的年青年头人比拟，进行大量户外练习的大学生如越野跑者，，大脑中执行认知功能相关的区域之间的保持性更强。将来的工作将匡助我们认识，这些优点是否也比那些在不那么复杂的情况中磨炼例如在跑步机上的人所看到的更大。

固然如今就提出活动与认知义务相连系的改善大脑健康的具体方案还为时过早，但能够一定地说，跟着岁数的增进，活动是连结大脑功能的要害身分。美国卫生与公家办事部(U.S.DepartmentofHealthandHumanServices)的指导方针建议，人们每周应进行至少150分钟的中等强度有氧活动，或至少75分钟的高强度有氧活动(或两者相连系)。达到或跨越这些活动建议对身体有优点，能够改善大脑健康。

临床试验也敷陈我们更多关于认知介入活动的功能——例如，哪种精神和身体运动最有效，以及增加认知的最佳活动强度和时长。但鉴于有关研究今朝把握的证据，我们有来由认为经由持续仔细的研究，能够正确定位保持大脑和身体的生理通路，行使人类大脑进化出的适应能力，在衰老过程中进交运动诱导大脑的可塑性。总之一句话，制订在活动中同时磨炼身体和大脑的方案能够匡助连结脑筋迅速。

参考资料：《科学美国人》322,1,26-31(2020年1月)，Thisarticlewasoriginallypublishedwiththetitle"WhyYourBrainNeedsExercise"inScientificAmerican322,1,26-31(January2020)