久坐不动可能让大脑老得更快；这样运动，或能延缓大脑衰老

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这项研究揭橥后，好多研究人员纷纷跟进，他们证实运动不单能促进神经元的生成，对人类大脑也有积极影响。这种正面影响在人类正常的衰老过程中示意得非常光鲜，是以，运动或许可以降低阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的生病风险。也是以，相关研究引出了一个非常关键的问题：为什么运动会对大脑发生影响？

布赖恩·克里斯蒂（Bryan Christie）设计

要回覆这个问题，我们需要从新思虑“运动”。人们常日会把散步或许跑步当成是一种不需要大脑介入的活动，认为那是身体“自动运行”的状况。可是，好多科学家（也包括我们）的研究表明，这种熟悉是错误的。相反，运动不单是一种体力活动，同时也是一种认知活动。

事实上，体力活动与大脑健康之间的渊源可以追溯到数百万年前，这两者在人类作为一种物种降生之初，就纠缠在一路了。若是我们能更明确地知道运动为什么可以影响大脑，以及若何影响，或许就可以行使与此相关的生理学机制，制订出全新的运动方案，匡助老年人提高认知能力——这就是我们正在推进的工作。

要弄清运动为什么对大脑有益，我们首先需要思虑一些问题：哪些大脑组织和认知活动与运动的关系最慎密。20世纪90年月，弗雷德· 盖奇（Fred Gage）和亨丽特·范布拉格（Henriette Van Praag）正好执掌索尔克生物学研究所。当他们提出跑步能促进小鼠海马体的神经元再生时，多少研究人员认为这种现象似乎与一种被称为“脑源性神经营养因子”（BDNF）的蛋白质有关。BDNF的合成发生在全身的各个部位，包括大脑，这种分子的浸染是匡助新生神经元存活，促进它们的生长。

索尔克生物学研究所的团队以及来自其他研究所的研究团队又做了进一步的实验。他们证实，在啮齿动物中，运动会促进神经元再生，而这些动物在记忆测试中也示意得更好。这项研究事实非常惹人饮茶留意，因为海马体的萎缩与记忆力的衰退亲切相关，在健康成年人的正常衰老过程中，这种现象一贯在发生。而对于阿尔茨海默病等神经退行性疾病的患者而言，这种改变则加倍光鲜。在这项动物实验中，研究人员首次窥见了运动是若何匹敌衰老的。

在紧随其后的实验中，研究人员开展了一系列针对人体的研究。事实与啮齿动物研究的结论相同，有氧运动能够促进人体BDNF的渗出，强化大脑关键区域内的关键组织（指尺寸大小和连结水平这两方面），个中就包括海马体。美国伊利诺伊大学香槟分校的柯克·埃里克森（Kirk Erickson）和亚瑟·克雷默（Arthur Kramer）主导过一项随机临床试验。他们的事实浮现：僵持有氧运动12个月，就可以提高老年人体内BDNF的水平，增大海马体的体积，改善记忆力。虽然今朝我们还不克断定这种体积上的不同事实是由神经元再生导致的，照样其他形式的大脑重塑现象（比如增加已有神经元之间的连结）导致的，但总体而言，运动对大脑海马体以及认知功能的益处显而易见。

运动可以使成年人的大脑发生有益的改变，包括促进新神经元的生成以及增加已有神经元之间的连结。有一种理论认为，运动之所以能够提高神经系统的可塑性，是因为运动能够促进一种名为“脑源性神经营养因子”（BDNF）的蛋白质的渗出，这种蛋白质可以促进神经元生长，匡助神经元存活。今朝的研究浮现，在运动中额外参预认知演习能够增加这种效应。

有氧运动对大脑其他部位的益处也已经被研究人员发现，比如可以扩大前额叶皮质，进而提升执行力。认知功能中的一部门正好是由前额叶皮质实现的，包括规划、抉择和多重义务处理等。执行力与记忆力相同，都邑随人体的自然衰老而逐渐衰退，而阿尔茨海默病患者示意出的问题更严重。科学家猜忌，在前额叶皮质和其他非海马体的大脑区域内，运动或许可以经由增加已有神经元之间的连结（而不是促进新神经元生成）的体式，促进相关区域的示意。

越来越多的证据浮现，有氧运动可以促进大脑健康，尤其是对老年人而言。接下来，研究人员需要弄清，体力活动具体是以什么体式影响认知功能，从而触发大脑的适应性改变。

大约在600万到700万年前，我们与现今亲缘关系比来的物种（黑猩猩和倭黑猩猩等）走上了不合的道路，分化出了前人类（Hominins）。在分道扬镳的节点上，前人类演化出了好多解剖学和行为学上的适应性特征，这些适应性的改变使我们有别于其他灵长类动物。我们认为，有两种演化上的改变促成了运动和大脑功能之间的关系，直到今天，这些改变也对我们很有长处。

首先，我们的祖先行走的姿势发生了改变，从正本的四肢着地变成了上身正派，依靠两条后肢行走。两足行走意味着在多少景遇下，我们的身体无法像其他类人猿一样手脚并用。为了实现这一点，我们的大脑必需能够处理随之而来的大量信息：在身体运动的过程中，把握全身所有肌肉，做出适合的动作以维持平衡。此外，在协调双足运动的同时，我们还要属意方圆情形里的障碍物。换句话说，纯挚因为双足行走的姿势，我们的大脑就要接管比四足行走的祖先更繁杂的认知挑战。

其次，为了适应更高强度的有氧活动，前人类改变了自己的生活体式。化石证据浮现，在人类演化的早期阶段，我们的祖先首要食用植物，栖身地点相对固定。然则，大约在200万年前，络续变冷的天色让曾经适宜的栖息地不再宜居。此时，至少有一支人类祖先改变了觅食的体式，开启了一段四处狩猎采集的新生活。

赫尔曼·蓬策尔（Herman Pontzer）就职于杜克大学，布莱恩·伍德（Brian Wood）就职于加利福尼亚大学洛杉矶分校，这两位科学家和我们一路提出了一种假说：因为搜寻食物时需要跨越很长的旅程，狩猎采集的生活体式需要让我们的祖先完成大量有氧活动，活动量或许比其他类人猿多得多。

经常性制订觅食路线和规划的生活体式，对大脑提出了越来越高的挑战。在远行前，我们的祖先必需查询周围的情形，明确自己身处的位置。这种在空间导航的能力正好依靠海马体——谁人能够从运动中获益，跟着岁数增大又会萎缩的大脑组织。

除此以外，他们还需要动用来自视觉和听觉系统的感官信息，络续寻找与食物相关的线索。他们必需记住自己去过哪里、捕食或许采摘某种食物的适合时机……在这种景遇下，大脑会同时行使来自短期和耐久记忆的信息，并在海马体、前额叶皮质以及其他组织的协助下，让人们得以完成诸如抉择和规划路线等认知活动。祖先们还需要成群结队地出动，此时，他们的大脑不单需要维持身体平衡，保证空间导航，还需要处理伙伴之间的对话。所有多义务的处理都涉及前额叶皮质，而这部门大脑组织也会跟着岁数的增进而萎缩。

虽然导航和寻找食物是所有动物在觅食时都需要面临的问题，然则对于人类祖先来说，他们往往需要快速、长距离的奔腾，去追捕猎物。在高速奔腾的景遇下，多重义务处理变得越来越难题，是以对信息处理效率的要求也就更高。从演化的角度来说，能够应对觅食途中和事后无数难题的大脑，是可以成功寻获食物的保证。然则，塑造和维护这样一颗大脑所需的生理资源——比如那些匡助神经元存活，促进神经元再生的物质——需要消费身体大量的能量，这也意味着，若是不是经常使用这套认知系统，大脑的优势就将慢慢退化。

2017年，我们在《神经科学趋势》（Trends in Neurosciences）杂志上揭橥了一篇论文，具体论说了以演化神经生物学视角看待运动和大脑的理论，这种关系对今天的人类有深远的影响。在现代社会，我们不需要为了寻找食物和生存进行大量的有氧活动。与衰老相伴的大脑萎缩以及认知功能衰退，必然水平上或许与我们惯于久坐和缺乏运动的生活体式有关。

然则，纯挚增加运动量并不克完全展现运动在延缓大脑机能衰退方面的浸染。事实上，我们的理论认为，哪怕是已经贯穿大量有氧运动的人，也应该反思他们的运动体式。人类切实演化出了促进和维持大脑认知水平的机制，然则我们平时生活中的运动或许并不克完全激发这种潜能，是以无法维持大脑的优异示意。

回忆一下我们一般是若何进行有氧运动的。我们会去健身房，使用那边的固定对象。然则，在这种锤炼体式中，认知难度最高的事件，或许是决意在对象内置的屏幕上观察什么视频。不单如斯，健身房的对象还降低了维持平衡和调整速度的难度，而这两点，都是在严酷的情形中觅食时必需战胜的。

我们的祖教师活在一个很难瞻望周围危险的情形中，我们是不是也需要改变一下运动体式和内容呢？比如参预一些涉及认知能力的运动。这样一来，就可以让大脑面临更大的认知挑战，从而可以增加运动延缓认知衰退的究竟，甚至或许改变神经退行性疾病（比如阿尔茨海默病）的发病进程。

事实上，越来越多的研究认为，相对于纯挚的运动，伴有认知挑战的运动可以更好地维护大脑的功能。比如，在德国德累斯顿再生医疗中心，格尔德·肯伯曼（Gerd Kempermann）和同事就经由对照海马体新生神经元的生长和存活状况证实了这一点。

他们将小鼠分为两组。一组小鼠只是运动，另一组则在运动后还会进入一个对认知能力有多少挑战的情形。他们随后发现，虽然运动本身对海马体的神经元有积极的影响，然则体力活动合营认知刺激的究竟更好，促进了更多神经元的生成。这诠释，在运动过程中或结束后使用大脑，更有利于神经元的存活。

除了我们以外，还有多少科学家也在拓展这方面的研究，并把关注重点从动物转到人类自身，相关研究功能非常令人振奋。比如，有研究人员就在考试，让认知能力光鲜衰退的人同时接管运动和认知演习。纽约连系大学的凯·安德森-汉利（Cay Anderson-Hanley）在有轻度认知缺陷（一种与阿尔茨海默病高度相关的症状）的受试者身上，测试了“运动+认知过问”手段的究竟。要让结论加倍靠得住，我们当然还需要更多这样的试验，但就今朝的事实来看，对于已经展现必然认知功能衰退的人，既做运动，也玩一些益智类的视频游戏，对缓解认知功能衰退有必然长处。

安德森-汉利和同事在一项针对健康成年人的研究里指出，与纯挚的运动对比，既做运动，也玩一些益智类的视频游戏，能让外周血液中的BDNF水平更高。这项研究还证实了，运动之所以能改善大脑景遇，就是BDNF在起浸染。

此外，我们比来的研究浮现，和那些健康但经常静坐的年青年头人对比，经常在户外演习的大学生越野跑选手有些稀奇，在他们的大脑中,与执行力相关的区域的神经连结更慎密。跟着研究进一步推进，我们或许会在未来弄清楚，与那些在更简练的情形中演习的运动员对比（比如那些首要依靠跑步机的选手），越野跑选手示意出的这种不同是否依然存在。

还有多少信息需要我们进一步研究和发现。虽然现在提出“益智锤炼”的说法还为时过早，但我们至少可以必然地说，在预防大脑机能跟着岁数增进而衰退的动作中，运动饰演着非常首要的角色。美国卫生及公家处事部在发布的指南中建议，每人每周理当至少进行150分钟中等强度的有氧运动，或许至少75分钟的高强度运动（或许按均等比例混搭这两种运动体式）。达到或许跨越建议的标准，将有助于身体健康，也或许有益于大脑健康。

接下来，临床试验将敷陈我们更多与益智运动相关的信息。比如，什么样的脑力活动和体力活动可以更好地维护大脑健康；什么样的运动强度和多长的运动时间，才可以达到最好的究竟。

撰文：戴维·A·赖希伦（David A. Raichlen），生物学教授，南加利福尼亚大学运动演化生物学实验室的负责人。

吉恩·E·亚历山大（Gene E. Alexander），心理学和精神病学教授，亚利桑那大学大脑成像、行为和衰忠厚验室的负责人。

翻译：祝锦杰