运动真能提高大脑认知功能吗?

发布时间:
2024-07-16 12:19
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很久以前,很多人和科学界均认为:大脑的神经元数量是固定的,到了成年时期就不会再产生新的神经元了。但这并不是真的,越来越多的研究发现即使成年之后,人的大脑每天还会产生成千上万的新神经元,而其中很多是在海马体(大脑内部负责学习和记忆的主要区域)中产生的,这个过程叫过神经发生


这些神经元中很大一部分通常会在出生后的几周内死亡,如果我们长期处于压力之下或者没有使用到这些神经元,它们就不会分化为连接到我们大脑的成熟神经元。其余的生存下来的神经元就有助于我们的认知表现。


该图显示了导致神经细胞成熟以及早期细胞死亡的“神经发生”过程。我们可以看到,神经元会不停再生,也会不停死亡。

美国临床神经心理学研究院院长凯伦·坡斯特尔说,大脑会在人的整个生命周期中产生新的神经元,而且到目前为止,只有一种活动已知能够引发新的神经元诞生:有氧运动。


詹姆斯等人发现跑步等有氧运动可以大脑神经元的生长。例如跑步可以在短短2周内使海马体里的齿状回颗粒细胞的增殖速率急剧增加(例如50%),在两个月内增加4倍。但有氧运动但对维持这些新生的神经元的存活直接影响较小。


在老鼠实验中也发现了类似的现象:锻炼持续了7周后,研究人员用显微镜检查了老鼠的海马体。发现实验组大鼠相比于对照组大鼠海马体中产生新的神经元的速度明显增加,比安静不动的动物的海马体中的新神经元多两倍甚至三倍。


那么为什么推荐有氧运动而不是别的运动呢?


于韦斯屈莱大学心理学系和体育活动生物学系的研究人员发现:有氧运动可以有效地促进神经发生,而高强度间歇运动的效果较小,负重训练则没有这种效果。米里亚姆·诺基亚博士总结称:高强度间歇锻炼和负重训练比一定强度的有氧运动更容易造成身体上的疲惫和压力,而“压力常常会阻碍成人海马体内的神经元增加”。

这里补充说明一下:用脑不仅不会烧死脑细胞,反而会让对应的脑细胞越"强壮"。大家常说的用脑、动脑或者思考一些很烧脑的问题时会"烧死"脑细胞的说法,背后其实是压力导致的,而非用脑本身。

可能有些朋友在运动健身的时候还会考虑减肥、塑形等因素,在这里我们仅以对大脑生长的角度出发,推荐合适的有氧运动。实际上,只要运动了终究对我们的身心健康是有好处的。


常见的有氧运动例如有:慢跑、快走、游泳、骑单车、跳绳、球类运动、持续缓慢的波比跳等。


在上面,我们已经了解到了,有氧运动可以促进大脑的不断生长出新的神经元。但也发现了,如果仅靠有氧运动的话,这些新生的神经元并不能很好的存活下来。此时则需要配合一定和脑力活动或者专门的脑力训练,才能让新生的神经元存活下来。



补充部分:

大脑是“用进废退”的,它会不断修剪掉那些不常使用的神经元以节省能量。详情可以在《对脑力训练效果影响最大的因素》一文中进行了解。脑力训练,会让神经元“动起来”。在脑力训练的时候,神经元会不断生长,其树突也会开始延伸并与其他神经元连接在一起。当神经元生长成熟之后,就不会轻易被修剪掉了。

成长脑:对脑力训练效果影响最大的因素

如下图所示,2个月的脑力训练之后,大脑神经元之间建立了更加稳固和密集的连接。这些神经网络的强化起来之后,外在的表现就是对应的能力获得提升。

目前,有氧运动结合脑力训练,已经成为多数学者最推崇的一种用来改善和提升大脑功能的综合方案。例如Shor发现有氧运动与脑力训练相结合能产生强大的交叉训练协同效应。她得出结论:“体育活动,尤其是有氧运动,大大增加了海马结构中产生的新神经元的数量。相反,脑力训练会提升神经元生存的数量,尤其是在训练目标具有挑战性的情况下。两种操作都可以提高将来的认知表现。”


这也是我们在《脑力训练进入了瓶颈期怎么办?》一文中,推荐大家在脑力训练进入瓶颈期或者未进入瓶颈期的时候,要结合有氧运动的一个重要原因。

成长脑:脑力训练进入了瓶颈期怎么办?

总而言之,有氧运动结合脑力训练,不仅可以让我们注意力更加集中、思维更加敏捷、更加聪明之外,还有研究者发现了这种方式可以有效提升人们的心理韧性(也叫心理弹性、复原力,或者民间成为抗挫折能力、逆境商数等)。


最后值得一提的是,冥想和正念也是近年来备受推崇的一种改善大脑功能的方法。也有很多学者将冥想、脑力训练和有氧运动一起结合进行研究。如果加上了冥想,效果会更好。但学者们也发现了,不同的人从冥想中获得的收益可能大不相同,不能一概而论。如果您在精力有限的情况下,我们建议您以脑力训练和有氧运动为主。


  • Curlik, D. M., & Shors, T. J. (2013). Training your brain: Do mental and physical (MAP) training enhance cognition through the process of neurogenesis in the hippocampus?Neuropharmacology,64, 506–514.
  • Creer, D. J., Romberg, C., Saksida, L. M., van Praag, H., & Bussey, T. J. (2010). Running enhances spatial pattern separation in mice.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,107(5), 2367–2372.
  • DiFeo, G., & Shors, T. J. (2017). Mental and physical skill training increases neurogenesis via cell survival in the adolescent hippocampus.Brain Research,1654 (Pt B), 95–101.
  • Nokia, M. S. et al. (2016). Physical exercise increases adult hippocampal neurogenesis in male rats provided it is aerobic and sustained. The Journal of Physiology, Feb. 2016.
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