科学发现运动是大脑的“最佳药片”
科学发现运动是大脑的“最佳药片”
运动不仅能够强身健体，还能促进大脑健康。研究表明，运动能够提升大脑神经电活动、增加大脑血氧水平、促进新神经元的生成，并对特定脑区产生精准影响。本文将为您详细解析运动对大脑健康的诸多益处，以及如何科学地进行运动以提升大脑功能。
为什么大佬们都爱运动
钟南山院士曾表示，运动是保持健康的重要方式。村上春树则认为，跑步不仅是一种运动，更是一种哲学，它无关输赢，无关身体，而是带来自由的呼吸和灵魂的享受。
运动为何会有诸多好处
虽然名人用亲身经历证明了运动的好处，但科学家们从更专业的角度解释了运动对大脑的积极影响。
运动提升大脑神经电活动
运动与休息状态下的大脑电活动对比图（Hillman，2009，neuroscience）
红色越深表示大脑越活跃
运动增加大脑血氧水平
运动中的血氧变化（Orcioli-Silva，2024）
箭头的粗细代表研究数量的多少；箭头的形态代表对不同区域的影响，其中灰色的箭头表示运动对大脑血氧的影响
运动培育新神经元-BDNF
脑源性神经营养因子（BDNF）在神经可塑性中起关键作用。其主要功能包括：
- 促进神经元生长和存活
- 增加突触可塑性
- 神经保护作用
- 重构神经网络
- 调节情绪和行为
运动能够促进BDNF的表达和释放。研究表明，4周的运动干预可以促进BDNF启动子I的表达。
4周的运动干预促进BDNF启动子I的表达（Seiman，2016，elife）
启动子是基因表达调控的关键区域，用于启动基因的转录过程
运动依赖的刺激、外周BDNF（结合态和游离态）与大脑血管内皮细胞的相互作用图（Walsh，2018）：
- 游离BDNF可能直接通过血脑屏障（BBB)进入神经组织。
- 肌肉因子Irisin可能进入大脑并刺激海马区域的BDNF表达，进而通过大脑穿过BBB进入血液，从而增加血液中的BDNF水平。
- 游离BDNF还可以通过影响血管内皮细胞上的TrkB受体，通过eNOS（内皮型一氧化氮合酶）的活性刺激新BDNF的产生。新产生的内皮细胞BDNF的作用：a）通过神经营养耦联进入大脑；b）在类运动刺激（包括剪切应力和氧分压下降等）的影响下，新形成的BDNF还可以通过外泌作用释放到循环中。
- 血小板在剪切应力和激动剂（包括ADP、凝血酶、胶原蛋白和肾上腺素）的刺激下释放BDNF，这增加了局部BDNF的浓度，从而增加了循环BDNF与TrkB受体相互作用的可能性。
运动对特定脑区的精准影响
运动提升决策能力 — 运动对前额叶的影响
前额叶的核心功能主要体现为工作记忆、抑制控制和认知灵活性，即执行功能。研究表明，运动对老年人的执行功能影响最为显著，尤其是抑制控制任务。
运动扩大记忆容量— 增加海马体体积
研究表明，6周有氧锻炼可以改善年轻人的海马结构和功能，特别是右侧海马亚区（CA2/3）、齿状回（DG/CA4)和下托（subiculum）。
经颅电刺激影响大脑前额叶功能结果的整合（Raccah，2021）
如何运动提升大脑健康
运动既能影响当下的大脑状态，也能对大脑的结构和功能产生长久的改变。那么如何运动才能提升大脑健康？
运动的FITT-VP原则在促进大脑健康中的应用
FITT-VP原则是制定运动处方的核心内容，它包括六个基本要素：运动频率（Frequency）、运动强度（Intensity）、运动时间（Time）、运动方式（Type）、运动总量（Volume）和运动进阶（Progression）。
- 运动频率：建议每周进行3-5次中大强度的有氧运动。
- 运动强度：运动强度的设定需要考虑个体的体质水平、年龄、健康状况等因素。对于体质水平低的个体，建议从小强度或中等强度间歇训练开始；对于体质水平高的个体，可以进行更高强度的运动。
- 运动时间：建议每周进行150-300分钟的中等强度运动或75-150分钟的中大强度运动。
- 运动类型：不同类型的运动对大脑的影响存在差异，但具体影响机制仍需进一步研究。
- 运动总量：建议每天至少进行10000步的运动。
- 运动进阶：运动进阶应根据个体的健康水平、体适能等因素逐步进行，通常建议先调节频率和时间，再调节强度。
锻炼迷思
早锻炼 vs 晚锻炼
研究表明，早锻炼比晚锻炼更能提升睡眠质量。早锻炼可以降低血清素水平，而晚锻炼可能会影响褪黑激素的释放和体温调节，从而影响睡眠质量。
大强度锻炼一定带来损害吗？
最近的研究发现，大强度锻炼能够显著改善个体的执行功能。但学者们也提示，对于久坐人群、肥胖人群或身体健康水平较差的人群，建议从中小强度的锻炼入手。
有氧运动是万能的吗？
虽然有氧运动对改善认知有积极作用，但研究表明，缺乏认知投入或运动乐趣的有氧锻炼对认知的影响有限。研究发现，在运动过程中增加认知投入或愉悦感可能更有益于大脑健康。