美國前總統(tǒng)老布什曾是耶魯大學棒球隊的隊長;奧巴馬曾率領所在高中的籃球隊贏得夏威夷州冠軍;普京是俄羅斯圣彼得堡市的柔道冠軍;就連新上任的美國總統(tǒng)特朗普大學期間擔任校橄欖球隊的主力......作為杰出領袖,這些人擁有睿智的大腦,與此同時,他們也具備強健的體魄。
在中國傳統(tǒng)文化中,讀書人的形象有別于一介武夫,是躲在書齋里的文弱書生,手無縛雞之力。時至今日,這樣的觀念恐怕要變一變了。
哈佛大學醫(yī)學院教授約翰·瑞迪(John Ratey)歷經(jīng)二十余年,揭開運動、大腦、心理健康之間的神秘聯(lián)系,他表示,四肢發(fā)達的人,頭腦并不簡單,因為鍛煉身體的同時,也在鍛煉大腦,運動可以改造大腦!
學習,越動越多的腦細胞
在遠古時代,原始人以狩獵和采集為生,為追逐獵物而奔波,每天行走8000至16000米。
作為移動的生物,大腦天生就是為運動而設置的。
生活在海洋里,類似水母的微小生物海鞘就是一個極端的例子。
海鞘的幼蟲擁有一條簡單的脊髓和300個神經(jīng)元組成的“腦”,必須在生下來的12個小時內(nèi)找到一塊礁石附著,否則將死去;而一旦附著,它們就會吃掉自己的“腦”,因為不再運動,腦也就沒有用處了!
回到人類自己,人腦由1000億個神經(jīng)元組成,神經(jīng)元之間通過樹狀分支上的“葉片”,即突觸的相互接觸而建立連接,以傳遞錯綜復雜的信息。
▲突觸:神經(jīng)元之間通信的特異性接頭
在解釋運動如何改造大腦之前,有必要先了解以下兩組概念:
神經(jīng)遞質(zhì):腦內(nèi)信息傳遞的媒介,其中一組對大腦傳遞信號過程起到調(diào)節(jié)作用,包括血清素、去甲腎上腺素和多巴胺。盡管產(chǎn)生它們的神經(jīng)細胞只占到大腦千億細胞的1%,但這些“調(diào)節(jié)器”卻發(fā)揮著舉重若輕的影響力。
其中,血清素控制著情緒,就像是“大腦警察”,困擾現(xiàn)代人良久的抑郁癥、焦慮癥、強迫癥等神經(jīng)癥,究其根源,就在于血清素分泌失控;去甲腎上腺素關(guān)乎注意力和認知力;多巴胺影響學習能力、滿足感和注意力。
腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子:被比喻為“大腦的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)肥料”,可增加突觸可塑性,促進神經(jīng)元細胞再生,進而建立和保養(yǎng)神經(jīng)細胞回路,也就是大腦自身的基本結(jié)構(gòu)。
曾幾何時,大腦被認為是發(fā)育成熟的硬件,也就是人們常說的“三歲看到老”。
隨著現(xiàn)代腦科學的蓬勃發(fā)展,人們逐漸認識到人腦每時每刻都在經(jīng)歷著重塑。
不但連接神經(jīng)元的突觸具有可塑性,可能織就更多、更強的神經(jīng)網(wǎng)絡;而且終其一生,海馬體區(qū)域源源不斷地產(chǎn)生新的神經(jīng)元干細胞,經(jīng)過發(fā)育而形成神經(jīng)細胞,加入到神經(jīng)網(wǎng)絡中,完成“神經(jīng)新生”的過程。
最終,我們建立的神經(jīng)網(wǎng)絡越發(fā)達,儲存的記憶和經(jīng)歷越豐富,學習起來也就越容易。在此期間,神經(jīng)遞質(zhì)和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)如同催化劑,全程保駕護航,而運動致力于改善的正是這兩類化學物質(zhì)。
▲遍布人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡
研究表明,運動從三個層面提高學習能力:
運動完善思維模式,以提高警覺力、注意力和驅(qū)動力
不知道你有沒有這樣的經(jīng)歷,心情郁結(jié)的時候,索性什么都不想,到外面跑上幾圈,回來之后神清氣爽,再想想煩惱的事情,實在不值一提。
運動能夠改善情緒,調(diào)節(jié)和優(yōu)化大腦功能,秘訣就在于運動提高了神經(jīng)遞質(zhì)的水平,使大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)和其他化學物質(zhì)之間達到平衡。
運動讓神經(jīng)細胞準備就緒,促使它們相互連接起來,這是連通新信息的細胞基礎
還記得前面提到的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)嗎?實際上,科學家對其從發(fā)現(xiàn)到重視,也就是近二十多年的事情。
運動會促進腦內(nèi)BDNF水平大幅度提高,這就好比為大腦施肥,吸收養(yǎng)分的腦細胞連結(jié)由此變得枝繁葉茂,大腦就是這樣“長大”的。
運動激發(fā)海馬體的干細胞分化成新的神經(jīng)細胞
既然連接神經(jīng)元的突觸具有可塑性,那么神經(jīng)元本身呢?上世紀末,科學家證明神經(jīng)元就像身體其他細胞一樣,正在分裂和增殖,其中,成體哺乳動物腦內(nèi)的海馬區(qū)域終身擁有神經(jīng)元干細胞。
經(jīng)過解剖,運動的老鼠海馬體中新干細胞的數(shù)量是不運動的老鼠的兩倍!
“神經(jīng)新生”被認為是腦科學史上最大的發(fā)現(xiàn)之一,而運動能夠誘發(fā)“神經(jīng)新生”,繼而為大腦制造出替換零件(新的神經(jīng)元細胞)。
重塑大腦,什么樣的運動計劃最有效?
美國,伊利諾伊州,內(nèi)珀維爾203學區(qū),內(nèi)珀維爾中央高中。
早晨7點10分,一群高中生經(jīng)過一番熱身,踏上學校操場的跑道,這里要進行的是1600米長跑。
因為在第一節(jié)文化課之前,內(nèi)珀維爾中央高中的體育課被稱為“零點體育課”。
當胖妞米歇爾氣喘吁吁地邁過終點線的時候,她得到了一個A,和率先跑完全程的長跑運動員杰克得分一樣!
原來,所有學生必須佩戴心率表,根據(jù)上面顯示的數(shù)據(jù),而不是誰最先沖到終點打分。
“零點體育課”全新的評價理念——盡全力比跑得快更重要!完全顛覆了以往更快、更高、更強的打分標準。
與此同時,內(nèi)珀維爾中央高中的學業(yè)水平獲得大幅提升,明顯超越其他同類學校。
在每四年舉辦一次的TIMSS測試中(由國際教育成就評價協(xié)會發(fā)起和組織的評測,是國際上衡量學生數(shù)學和科學水平的標桿),內(nèi)珀維爾中央高中學生分別在科學和數(shù)學領域取得世界第1和第6的超常發(fā)揮;相比之下,全美學生的平均成績在國際上的排名分別為第18位和第19位。
在瑞迪教授看來,風靡美國的“零點體育課”至少帶來兩點啟示:
第一,什么時間運動,對大腦的效果最好?
2007年德國科學家發(fā)現(xiàn),和運動前相比,人們在運動后學習詞匯的速度提高了20%。
運動優(yōu)化大腦的作用發(fā)生在運動后!因為一旦運動結(jié)束,血液幾乎立刻回流至大腦,這時如果有需要敏銳思維和復雜分析的事情,正是注意力集中的最佳時刻!
研究表明,運動帶來的有益效果至少能持續(xù)6周,僅一次運動的“后勁”就可持續(xù)1-1.5小時。
前文中提到,運動產(chǎn)生大量神經(jīng)元干細胞,而環(huán)境優(yōu)化的刺激則有助于其存活與分化,并最終加入到神經(jīng)網(wǎng)絡中。
放到“零點體育課”的環(huán)境下,就是一大早的體育課為一整天的學習打下基礎,向大腦提供學習所需的最佳工具——神經(jīng)元干細胞;而后的文化課學習刺激并促使新生的神經(jīng)細胞連接到神經(jīng)網(wǎng)絡中。
至此,這批“可塑之才”終于榮膺為腦回路的正式成員。
正因為此,“零點體育課”又被稱為“學習準備型體育課”。按照這樣的規(guī)律,以后遇到下午的考試,不妨在午飯前先來一場運動熱身!
第二,速度快 ≠ 身體健康
事實上,在健身非競技運動中,起決定性作用的是有沒有真的動起來。
那么,多大的運動量才夠呢?醫(yī)學界對此尚無定論。不過,遵循人類祖先的腳步,有氧運動顯然是最靠譜的選擇:堅持每天行走和慢跑,每周長跑幾次,時不時地進行追逐獵物似的急速奔跑。
來自美國疾病預防控制中心和美國運動醫(yī)學會的建議是:每周至少5天進行30分鐘中等強度的有氧運動。
在有氧運動中,心率成為衡量運動強度的標準,目前學界普遍認為:最大心率 = 220 - 實際年齡
低強度運動:最大心率的55% - 65%,常見運動如步行;
中強度運動:最大心率的65% - 75%,常見運動如慢跑;
高強度運動:最大心率的75% - 90%,常見運動如快跑。
此外,在具體的運動項目上,有氧運動和復雜活動分別對大腦產(chǎn)生有益影響,作用互補。
因而除了跑步,你還可以做做瑜伽、打打太極、練練杠鈴,多多益善。
其中,有氧運動能增強神經(jīng)遞質(zhì)、建立新的血管來輸送生長因子,促使新細胞的生成。
就在不久前,《中國兒童青少年身體活動指南》于滬上發(fā)布,為上海今后的學校運動教育提供了科學依據(jù)與方向,這份匯聚中國醫(yī)學、教育、體育專家的權(quán)威文件指出:
兒童和青少年每日應至少累計60分鐘的中高強度身體活動,包括每周至少3天的高強度身體活動和增強肌肉力量、骨骼健康的抗阻活動。
久坐行為對健康的危害是獨立于身體活動的。換句話說,即便達到每天推薦的60分鐘中高強度活動量,如果仍舊有較長時間的久坐行為,依然會對健康產(chǎn)生不利影響。
運動在生活中并非可有可無,少量運動有好處,運動越多則效果更佳??磥碓谶@個問題上,東西方之間已經(jīng)達到空前的一致。
所以,除了吃、睡、看書、工作,千萬別忘記運動,它也是我們生活中不可或缺的一部分。
帶著家人,尤其是孩子,一起運動,祝你獲得意外的收獲!
責任編輯:明遠