堅持跑步為什麽會提高大腦認知能力，有什麽科學依據嗎？

2021-11-18科學

科學依據很多。不限於跑步， 堅持體育鍛煉似乎可以改善人一生中的認知健康水平 。

神經影像學數據顯示，健康的心肺功能可以延緩衰老過程中與年齡相關的腦組織（灰質和白質）損失，有機率改善特定腦結構的健康程度 ^[1] ^[2] ；

有氧運動可以增加流過大腦的血量，尤其是在涉及資訊檢索和執行功能的腦區，可能有助於降低患上抑郁癥或神經退行性疾病的風險；

有氧運動可能影響表觀遺傳修飾 ^[3] 和分子通路、粒線體的行為、涉及 腦源性神經營養因子 (BDNF) 的分子系統。通常，在半年間定期跑步和/或進行其他有氧運動，就能讓所有年齡段的平時不怎麽運動的人自己體驗到一些改善；

有氧運動可以改善前額葉和頂葉在認知挑戰任務中的表現 ^[4] ；在年輕人身上，這不止能提高快速反應過程中行動檢測的效率，還能在需要靈活改變策略的任務期間改善傳統上稱為「註意力分配」的過程 ^[5] ；

電生理學研究也支持「心肺健康或積極的生活方式可以改善認知相關的神經活動」。

限制攝入的熱量（包括減少每日攝入量和較長的飲食間隔）或增加運動量到刺激 Sirtuins 蛋白活躍的程度，可以改善細胞的表觀遺傳衰老狀況，延長多種實驗動物的壽命。

要註意的是， 跑步在「提高大腦認知能力」方面的作用並不比其他有氧運動優越 。跑得太多、配套設施不合適、姿勢不對、運氣不好等因素可能損傷人的膝蓋、腳踝等部位，有機率引起嚴重的問題。 每天步行 30 分鐘就足以讓 50~55 歲的女性抑郁癥患者更有活力和信心 ^[6] ，大概對其他年齡段、其他性別的抑郁癥患者也有效，亦能幫助預防抑郁癥。

血液中的腦源性神經營養因子水平與海馬體積有關，有氧運動上調血清中的腦源性神經營養因子水平，在統計上與兒童和老人的海馬體積增加有關，在兒童身上與更好的記憶表現有統計學關聯。但其數值還沒到值得將全國的小學生都拉去每天跑十圈的地步。

一項研究考察了 1206 名健康人的步行耐力與認知功能的關系，受試者平均年齡 28.8 歲，45.5% 為男性。結果顯示較高水平的步行耐力與整體認知功能增強有統計學關聯。性別、年齡、教育程度、BMI、HBA1c、動脈血壓等變量並沒有改變結果的整體模式 ^[7] 。

一項研究調查了 206 名成年人在六個月內每周至少鍛煉四天的情況。受試者平均年齡 66 歲，在實驗開始時、三個月後、六個月後各接受思維和記憶測試，並以超音波監測流過大腦的血量。有氧運動計劃從每天 20 分鐘開始，在六個月間增加到 40 分鐘。實驗結束時，受試者在執行功能測試中的成績改善了 5.7%，在語言流暢性方面的成績改善了 2.4%，大腦血流量增加 2.8%~

艾瑞克森等調查了 165 名 59 至 81 歲之間的、認知健康的老年人，透過最大分級運動測試評估他們的心肺健康水平，讓他們執行空間記憶任務，並使用功能磁共振成像 (fMRI) 測量他們的海馬體積。結果表明，心肺健康水平較高的受試者雙側海馬體積都較大，並與更好的空間記憶表現統計學相關 ^[8] 。

一項研究對 120 名老年人進行隨機對照設計，發現運動組的海馬體積相比對照組增加了 2%，並表現出更高水平的血清腦源性神經營養因子水平胡更大振幅的空間記憶改善 ^[9] 。

一項研究將 124 名年齡在 60 至 75 歲之間的老年人隨機分配去接受為期 6 個月的步行訓練（有氧運動）或柔韌性訓練（非有氧運動）。結果表明，步行組在一系列認知任務中的表現改善，而柔韌組沒有這種現象 ^[10] 。

總之，有氧運動對正常衰老的人和患有艾爾茨海默癥、精神分裂癥等各種腦部疾病的人群的認知能力和大腦健康有相似的益處。

歷史上，人們曾經擔憂跑得太多會損傷大腦。針對從義大利到挪威的賽程 64 天的 4487 千米長跑比賽的參與者的一項研究顯示，這樣的超級長跑似乎會導致人的大腦暫時縮小，受影響最大的是視覺皮層（可能是因為鋪裝路面過於千篇一律），但 參與者的大腦在比賽結束後半年內恢復原體積 。參與者的膝蓋等部位的軟骨在前 2500 千米賽程內呈現一些損傷和退化，那之後徐徐修復 ^[11] 。

動物的腦可以在和外界或自身互動的過程中改變結構和功能。過去一百多萬年間，基於身體運動的戰鬥、逃跑、探索、覓食、自衛、求偶、發明、儀式、舞蹈等行為，在人的生存、適應、發展過程中發揮了重大的作用， 狩獵在很大程度上塑造了人 。二十世紀的理論認為，涉及上述行為的腦區，尤其是在記憶處理中有基本作用的海馬體，受身體運動的影響十分明顯；其余腦區出於能量效率，在演化過程中也會受到身體運動的影響。近年來，更多的研究顯示 人的「看起來很簡單的身體運動」會啟用巨大範圍的神經細胞，旋轉眼球會啟用約一半神經元 ，那麽身體運動的影響就更沒有特別的邊界了。

參考

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^ Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Erickson KI, Voss MW, Prakash RS, Basak C, Szabo A, Chaddock L, Kim JS, Heo S, Alves H, White SM, Wojcicki TR, Mailey E, Vieira VJ, Martin SA, Pence BD, Woods JA, McAuley E, Kramer AF Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Feb 15; 108(7):3017-22.
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