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运动改造大脑

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迈出第一步,让自己动起来

书籍名:《运动改造大脑》    作者:约翰.瑞迪



统计资料表明,大约有1/2的人开始一个新锻炼计划后,会在6个月到1年之内放弃。这并不令人惊讶,最可能的一个原因是,人们常常一开始就进行高强度运动,结果他们生理和心理上都感到很难受,所以就放弃了。人体运动学专家埃克卡齐斯的许多研究项目的重点就是运动强度与不适感之间的关联。人们从有氧代谢转变成无氧代谢的过程中感觉各有不同,但埃克卡齐斯发现,一旦过了这个极限后,几乎每个人都在接受心理测试时会有消极的感觉,而且自感努力度的评分等级提高了。这是你的大脑在警告你有应急情况。关键是,如果较低强度的运动都让你感到不舒服,那么你就不应该在新锻炼计划开始阶段进行间歇训练。(话又说回来,做总比不做更好。)



●  有氧代谢(aerobic  metabolism)

一种长时间能量转换的模式,在氧气充足的条件下,机体分解能源:首先分解脂肪和储备的葡萄糖——以此向活跃的肌细胞提供能量。有氧代谢模式发生在低强度到中等强度的运动中,并可以持续相当长的时间。

●  无氧代谢(anaeribic  metabolism)

一种能量转换模式,在供氧不足的情况下,机体把脂肪和葡萄糖转换成可以利用的能源。当身体进行快速而剧烈运动时,参与运动的肌肉所需的新鲜氧气量超过了血液的输氧能力,肌肉分解能源的效率开始降低。



不过,要是你不喜欢运动,就不要勉强自己,有可能你的基因天生就不喜欢运动。2006年,欧洲科学家比较了13  670对同卵双胞胎的运动水平以及23  375对有1/2相同基因的异卵双胞胎的运动水平。研究人员发现,双胞胎在是否更愿意运动方面存在62%的差异,这是由不同基因造成的。另一项研究则发现,基因变异影响到你是否喜欢运动的感觉、开始运动后你是否能坚持下去,甚至影响到你是否能注意到情绪上的明显改善。在众多相关的基因中,研究人员重点关注一个与奖励及动机神经递质多巴胺有关的基因,以及另一个控制脑源性神经营养因子(BDNF)表达的基因。多巴胺基因变异的人可能缺乏奖励突触,这让他们无法感受运动时的极度欣快感,因此只能想象其他人在运动中的那种感觉。另外,要是你的BDNF信号被关闭,那么运动改善情绪的效应就会变得迟缓。我提供这个信息并不是要你把它当成借口,而是作为一种提醒,我们所有人都能用行动来重新规划我们的大脑。尽管不像我们儿童时期那么容易,但这的确有可能。



运动可以立刻增加多巴胺的水平,而且如果你坚持某种锻炼计划,你大脑动机中枢的脑细胞会迅速产生出更多巴胺受体,让你变得更积极。你正在建立新的神经通路,或者可能正在把废弃生锈的通路整修一新,而且只需一个星期的时间你就能形成一个习惯。运动可以成为一种自我强化的行为,它帮助你战胜你的基因。实际上,基因只是一个极为复杂的方程式一部分,而你已经控制了这个方程式中的许多变量。

这与脑源性神经营养因子(BDNF)的情况相似:你可能要用更长、更艰难的时间才能形成一种习惯,才能在运动时有良好的感觉。不过一旦你做到了,那么大脑产生优质营养肥料的效率就会越来越高。神经学家卡尔·科特曼是加州大学欧文分校脑部老化与痴呆研究所的负责人。他发现海马体有某种他称之为能生产BDNF的“分子记忆”。在一个为期三个月的实验中,他测定实验室老鼠在各种不同运动习惯下BDNF的水平。他比较了老鼠每天和隔天做跑轮运动,并观察老鼠放弃运动数周后的结果。这个研究的起因源于那个他感觉很可笑的观察结果:大多数的实验室研究都采用每日运动的方法,但对人类而言,通常没有那么剧烈的运动模式,而且几乎不可能遵循日复一日连续运动的模式。

他得出了许多有力的结论。首先,每日运动增加BDNF的速度要快于隔天的运动模式——两周后,这两种模式增加BDNF的量分别是150%和124%。令人惊奇的是,一个月以后,隔天运动组与每日运动组的效果并驾齐驱。当老鼠停止运动后,无论运动习惯怎样,只需两周就使BDNF降到基线水平。不过最有趣的发现是,让老鼠重新回到跑轮上后仅两天,BDNF又重新开始飙升(每日运动组是137%,隔天运动组是129%)。这就是他所说的分子记忆:如果你进行过有规律的锻炼,你的海马体很快就能重拾雄风。

科特曼的结论是,每天锻炼当然最好,但即使是间歇性的锻炼,效果也是惊人的。另外,我认为较重要的是,人们要认识到运动不是有或无的问题。如果你有几天没锻炼,哪怕是一两个星期,想象一下只要第二天你一锻炼,海马体就会快速产生大量的BDNF。

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人多力量大:结合心智活动与肢体锻炼

养成运动习惯的最好方法之一,就是加入运动小组。社交互动的刺激让你的神经元开始产生前所未有的冲动,既难以捉摸又具有挑战性,不但能令人满足还让人感到愉快。当你把这种心理活动和运动的准备作用融为一体时,那么你正在充分发挥大脑的生长潜能。运动把构建学习所需的材料准备就绪,而社交互动则把这些材料整合并固定到位。

普林斯顿大学的神经学家伊丽莎白·古尔德是神经发生研究领域的开拓者。她主要研究运动和环境对大脑的影响。古尔德已研究了动物独自运动和集体运动的不同效果。她发现社交互动对神经发生产生了重要影响。其中有个实验显示,让共同居住的老鼠跑步12天后,它们脑部神经发生的数量明显超过那些运动量相同但独自跑步的老鼠。实际上,独自跑步老鼠的细胞增生水平与共同居住但未锻炼的对照组一样低。这与压力激素皮质醇有关。2006年,古尔德在《自然神经科学》(Nature  Neuroscience)发表了这项研究。结果显示,尽管所有参与跑步的老鼠在运动期间的皮质醇都有增加,但独自跑步的老鼠在一天中不运动的时候皮质醇水平依然很高。换言之,在独自运动状态下,皮质醇抑制了神经发生;而社会支持则钝化了下丘脑-脑垂体-肾上腺轴(HPA轴)的反应,同时避免压力激素干扰神经发生。难道这意味着独自跑步是个坏主意吗?当然不是!

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别忘了运动本身就是一个压力因素,它激活了HPA轴,由此可增加皮质醇的量。独处也同样如此。看来似乎跑步和独处的结合大大增加了皮质醇的数量,以至于它能阻止神经发生的发生——也许这是因为老鼠没有足够的恢复时间。更糟的是,老鼠最初几乎不运动,从不活动变成每天跑上几公里,这给机体带来了一种全新的、巨大的压力。



当古尔德把实验时间从最初的12天延长后,则产生了完全不同的情况。她发现,如果让所有老鼠处于同等环境下,经过较长时间训练,原本独自跑步组老鼠的机能就赶了上来。大约跑了24天到48天后,独自运动组和共同运动组的神经发生速度持平。古尔德推测这个结果可能与血清素有关。社交互动增加了血清素的量,由此增强了神经发生。独处以及长时间暴露在皮质醇下,都会减少海马体内血清素受体的数量。所以有可能会发生这种情况:即使运动增加了血清素的水平,但要是不能与神经元内足够数量的受体相结合,血清素就无法发挥它的作用。

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古尔德正试图弄清压力、环境和运动之间极为复杂的关系,而且研究中要排除几个关键问题。首先,如果你从未运动过,而且生活中还有许多其他压力,那么循序渐进地开始锻炼则至关重要。其次,社会支持对大脑极为有益,它既可以预防压力所带来的消极影响,又为运动强化神经生长系统清除障碍,所以保持人际交往可以维护神经元的连接。最后,如果你能坚持按时锻炼,你的整个系统会自我调整以充分利用运动。

当然,古尔德强调从动物研究得出的结论有许多局限性。“啮齿类动物与人类完全不同。”她说,“如果你把一只大鼠或老鼠放进跑轮,每一只都会独自跑起来。而人类并非如此。我们许多人买回去的跑步机都成了衣帽架。”

不过我们的确天生就会跑,而且我们同样天生会为了长途采集食物及狩猎花费大量时间和储存能量,这些需求一定还潜伏在那里。这不是因为过去几百年里,我们DNA里突然出现那种睡倒在沙发里的本能,而是因为现代环境已经与我们的基因格格不入。食物绝不再是遥不可及的东西,你不必穿越辽阔的大草原寻找食物,10步远的冰箱里就能找到吃的。所以,用有氧运动来代替寻找食物的需求以发挥我们人类的本能,就变得极为重要。

但是我们无须像实验室老鼠那样。你可以在雨天进行跑步机上的运动,或者偶尔当你无法找到其他人与你共同锻炼时,利用跑步机运动。加入一个长跑小组或设定一个10公里慈善长跑的目标,然后与你的朋友们共同训练,这可增加一种责任感,而且是一种很有效的推动力。记得内珀维尔学区的保罗老师倡导团队合作而不是竞争。不过对某些加入团队的成年人来说,无论是三人城市篮球赛、成人足球队或者是成人游泳赛,都能让他们着迷。



也许与爱人一同跑步会是关键因素,或者你一直想学跆拳道,又或者像内珀维尔中央高中毕业生杰西那样,你发现自己酷爱攀岩的极限挑战(这需要一个同伴)。作为一个高中学生,杰西很幸运,因为有18种不同的运动项目可供他选择。而从另一个角度看,你也很幸运,因为你可以选择任何一种你想得到的运动项目。运动的魅力在于,你做得越多,你就相信自己会做得越多。