大腦可以說是人體最復(fù)雜的器官,它大約存在著幾百億個(gè)腦細(xì)胞,每個(gè)腦細(xì)胞大約有幾百條腦神經(jīng),每條神經(jīng)上有大約幾百個(gè)突觸,每個(gè)突觸上又有幾百到幾千個(gè)蛋白質(zhì)。幾百億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞與千億級別的神經(jīng)突觸使得我們的大腦比世界上任何一臺計(jì)算機(jī)都要復(fù)雜。
當(dāng)我們將運(yùn)動和大腦聯(lián)系在一起的時(shí)候,或許有人第一時(shí)間想到的是:四肢發(fā)達(dá),頭腦簡單。很多人都只是把這句話當(dāng)作一個(gè)玩笑,的確事實(shí)也并非如此。
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授約翰·瑞迪從20世紀(jì)70年代就開始研究運(yùn)動和大腦之間的秘密。經(jīng)過20多年的潛心研究得出“運(yùn)動不僅可以健身,還可以健腦,同時(shí)讓人更聰明”的結(jié)論。
知道運(yùn)動有益的人有很多,但真正邁開腿去做的人則很少。這或許是因?yàn)楹芏嗳说凸懒诉\(yùn)動的好處,通過閱讀約翰·瑞迪和埃里克·哈格曼合著的《運(yùn)動改造大腦》這本書,將會告訴你很多不知道的知識。
這本書被評價(jià)為“革命性的大腦研究”書籍,作者通過美國高中體育改革計(jì)劃、真實(shí)的案例、親身經(jīng)歷與上百項(xiàng)科學(xué)研究的論證,條理清晰地向大家說明運(yùn)動可以改造大腦。
除此之外,作者還向大家介紹了運(yùn)動對于緩解壓力、焦慮、抑郁等問題起到的作用。作者不僅通過各種實(shí)驗(yàn)、原理為大家揭示了運(yùn)動可以讓大腦處于最佳狀態(tài)的原因,還向大家提供了具體的行動方法,相信大家讀完之后,一定能有所收獲。
接下來就讓我們一起來學(xué)習(xí)運(yùn)動是如何改造人類的大腦。
幾乎所有人都知道運(yùn)動可以強(qiáng)身健體,可以解壓,可以愉悅身心,但是好像并沒有多少人能夠?qū)⑵渲械脑碇v清楚?;蛟S當(dāng)我們真正了解了其中的原理,才能夠更好地去運(yùn)動。
所以首先,就讓我們一起來了解運(yùn)動背后的原理。
書中引言的部分,給我們講述了一個(gè)發(fā)生在美國高中體育課上的奇跡故事。這所高中的學(xué)生,每天都會被要求在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成1600米,還被要求平均心跳在185次以上。老師會要求孩子盡全力去跑,并把努力程度作為評分的標(biāo)準(zhǔn),這就是“學(xué)習(xí)準(zhǔn)備型體育課”。半學(xué)期的訓(xùn)練結(jié)束以后,讓人意想不到的是,僅僅半年的時(shí)間,孩子們的閱讀理解能力普遍提高了17%左右,平均成績在全州也是遙遙領(lǐng)先。堅(jiān)持訓(xùn)練幾年后,他們在TIMSS測試中,取得了科學(xué)世界第一、數(shù)學(xué)世界第六的好成績,這就是著名的“國際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢研究”測試,在這場考試中聚集的是全世界最優(yōu)秀的學(xué)生。
“學(xué)習(xí)準(zhǔn)備型體育課”的成功吸引了眾多研究者的關(guān)注,越來越多的神經(jīng)學(xué)家開始研究其中的生物神經(jīng)學(xué)原理,通過不斷的研究他們發(fā)現(xiàn):運(yùn)動可以對身體產(chǎn)生一種特殊的刺激,這種刺激可以創(chuàng)建一種適宜大腦學(xué)習(xí)的環(huán)境,讓大腦能夠做好準(zhǔn)備、愿意并且有能力去學(xué)習(xí)??梢姡瑢τ谀X細(xì)胞而言,運(yùn)動可以刺激它們的活性。
這場實(shí)驗(yàn),幫我們揭開了運(yùn)動的許多神奇作用。首先運(yùn)動可以平衡我們的大腦。大家可能知道大腦是由神經(jīng)元組成的。我們的思想和行動是由一系列信息控制的,這些信息則是由神經(jīng)元之間通過的各類化學(xué)物質(zhì)傳遞出來的,而大腦中約80%的信號是由谷氨酸鹽和γ(伽馬)-氨基丁酸這兩種神經(jīng)遞質(zhì)輸送出去。谷氨酸鹽刺激神經(jīng)沖動,開始一連串的信號傳導(dǎo),γ(伽馬)-氨基丁酸則抑制沖動,兩者和血清素、去甲腎上腺素、多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)共同調(diào)節(jié)大腦的活動,它們會通過對信息流的調(diào)節(jié)進(jìn)而將神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)調(diào)整到合理的平衡狀態(tài),而大腦一旦失去平衡就會引發(fā)抑郁癥、焦慮癥和強(qiáng)迫癥等疾病?,F(xiàn)在很多改善精神狀況的藥物主要目的都是為了調(diào)節(jié)精神遞質(zhì)。其實(shí),在“學(xué)習(xí)準(zhǔn)備型體育課”中,學(xué)生們長跑與藥物產(chǎn)生的影響是一樣,因?yàn)檫\(yùn)動提高了神經(jīng)遞質(zhì)的水平,促進(jìn)了大腦的平衡。
其次,運(yùn)動可以促進(jìn)大腦的成長。剛剛說到神經(jīng)遞質(zhì)負(fù)責(zé)傳遞信息調(diào)節(jié)大腦平衡,而大腦自身的基本結(jié)構(gòu)也離不開神經(jīng)因子對神經(jīng)細(xì)胞回路的建立和保養(yǎng)。其中最有名的是腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子,這種被科學(xué)家稱為“大腦的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)肥料”的神經(jīng)營養(yǎng)因子,在大腦的可塑性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。而運(yùn)動會讓這種神經(jīng)營養(yǎng)因子增多,腦細(xì)胞的“肥料”變多了,那么大腦的成長就有了保障。
1995年,卡爾·科特曼的一個(gè)研究證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。這項(xiàng)研究是針對人的老化展開進(jìn)行的,研究人員發(fā)現(xiàn)那些認(rèn)知功能衰退不明顯的人都有著三方面的影響因素:教育、自我效能感和運(yùn)動。但是在這三個(gè)因素中,唯有運(yùn)動讓研究人員難以達(dá)成共識。因此,研究人員便設(shè)計(jì)了一個(gè)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子與運(yùn)動關(guān)系的實(shí)驗(yàn),他們讓老鼠在不銹鋼轉(zhuǎn)輪上跑,一晚上就能跑幾公里。解剖結(jié)果顯示,那些運(yùn)動越多的老鼠,大腦內(nèi)的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子就會越多。
除了平衡大腦,促進(jìn)成長之外,運(yùn)動還會誘發(fā)神經(jīng)新生。在過去的很長一段時(shí)間,人們都認(rèn)為大腦中神經(jīng)元的數(shù)量是一成不變的,而且是不能夠再生的。然而當(dāng)技術(shù)先進(jìn)的成像儀器進(jìn)入人們視野后,人們找到了更加確鑿的證據(jù)來證明了這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。比如,為了追蹤癌癥患者的癌細(xì)胞在體內(nèi)的擴(kuò)散情況,醫(yī)生往往會給他們注射一種染色劑,這些染色劑會出現(xiàn)在增殖的癌細(xì)胞里。但是當(dāng)研究人員去觀察那些因身患晚期癌癥而捐獻(xiàn)遺體的患者大腦時(shí),竟然發(fā)現(xiàn)在患者的海馬體內(nèi)也出現(xiàn)了染色劑標(biāo)記。這便證明了神經(jīng)元也是能夠像身體內(nèi)的其它細(xì)胞一樣分裂生長的,這個(gè)分裂增殖的過程就叫做神經(jīng)新生。
1998年,神經(jīng)學(xué)家彼得·埃里克森同其他科研人員把經(jīng)常運(yùn)動和不運(yùn)動的老鼠分成兩組困在裝滿水的池子里,并測試他們對于逃生線路的記憶程度。結(jié)果經(jīng)常運(yùn)動的老鼠能夠在最短的時(shí)間里順利找到安全區(qū)域,反觀不運(yùn)動的老鼠則難以完成。通過解剖發(fā)現(xiàn),經(jīng)常運(yùn)動的老鼠的海馬體中新干細(xì)胞的數(shù)量是另一組老鼠的兩倍。
科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),運(yùn)動能產(chǎn)生大量的神經(jīng)元,但是并不意味著你跑1600米就會成為天才、變得聰明。這是因?yàn)?,新生的神?jīng)元是完全空白的干細(xì)胞,要經(jīng)過一個(gè)發(fā)育過程才能形成神經(jīng)細(xì)胞,在這個(gè)過程中,它們必須找到事情做才能夠生存下來,然后再經(jīng)過28天的時(shí)間進(jìn)入一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而存活下來。這就好比,體育課給大腦提供了學(xué)習(xí)能夠用到的原材料,精彩無比的課堂內(nèi)容學(xué)習(xí)則為新生的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮了積極的推動作用。
當(dāng)我們了解了運(yùn)動的原理之后,運(yùn)動對大腦的積極影響就顯得更加清晰明了了。強(qiáng)身健體,愉悅身心這些是我們熟知的運(yùn)動對人的積極影響,那么除此之外,運(yùn)動還有哪些功效呢?
接下來,第二部分內(nèi)容,就讓我們來了解一下運(yùn)動有哪些具體功效。
生活中我們好像天天都在接觸運(yùn)動,大部分人都能夠?qū)\(yùn)動顯而易見的好處侃侃而談,然而對于運(yùn)動的一些深層次功效就有些陌生。要想真正地掌握運(yùn)動,我們就要詳細(xì)了解運(yùn)動的功效所在。
首先運(yùn)動能夠緩解壓力和焦慮。面對繁重的生活,很多人都會承受生活中不同程度的壓力和焦慮。不可否認(rèn)的是,適當(dāng)?shù)膲毫δ軌虼龠M(jìn)神經(jīng)元在大腦中的修復(fù)能力和恢復(fù)機(jī)制。也正是因?yàn)閴毫Φ拇嬖?,我們才能更好地適應(yīng)不同的環(huán)境,在不同的環(huán)境中不斷成長。而運(yùn)動也會給我們帶來壓力,但是這種壓力是可預(yù)知的、是可控的,并且你是擁有自主權(quán)的。
面對生活中的壓力,運(yùn)動所起到的作用是巨大的。因?yàn)槟隳軌螂S時(shí)運(yùn)動,并通過激活神經(jīng)元的方式來補(bǔ)償過度疲勞的大腦,使其變得更加健康強(qiáng)壯。書中提到這樣一個(gè)例子,一位因?yàn)樾路孔友b修壓力而時(shí)常酗酒的年輕媽媽,作者通過再簡單不過的方式讓這么媽媽成功戒酒并且壓力全無,帶著三個(gè)孩子開開心心地完成了裝修任務(wù)。這個(gè)方式就是跳繩。
其實(shí),每當(dāng)焦慮最初反應(yīng)在我們身上時(shí),我們大部分人最本能的反應(yīng)就是逃避。
但是只要你有能力動起來,焦慮的反應(yīng)就不會愈演愈烈,運(yùn)動會給你帶來想象不到的安全感,同時(shí)在運(yùn)動的過程中,你的肌肉將會慢慢放松、大腦的資源將會增加、自我恢復(fù)的能力也將不斷提高,最終戰(zhàn)勝焦慮,放松身心。當(dāng)然,運(yùn)動這一方式主要是針對一般性的焦慮問題可以采用的方法,而針對焦慮比較嚴(yán)重的患者,作者建議將運(yùn)動作為藥物治療的輔助手段。
其次,運(yùn)動能夠讓人擺脫抑郁、克服成癮。像消極悲觀、急躁易怒、自我苛責(zé)等等這些都是抑郁的癥狀,抑郁破壞人們生活的同時(shí)也會阻斷人們腦細(xì)胞之間的連接。用運(yùn)動來緩解抑郁狀況對情緒不穩(wěn)定的人來說有兩方面的好處,一個(gè)是運(yùn)動是通過自然的方式刺激大腦,讓我們變得精力充沛和激情永駐。另一個(gè)是運(yùn)動是通過全面調(diào)節(jié)整個(gè)大腦的化學(xué)物質(zhì)來恢復(fù)正常的信號傳遞,也就是說它能逐漸轉(zhuǎn)變我們抑郁的情緒,讓我們更容易感受到愉悅,這和抗抑郁藥物只是簡單地消除抑郁狀況是不一樣的。
酷愛馬拉松的精神病學(xué)家派爾斯,在一次馬拉松比賽的過程中,一開始就因?yàn)殡p腳被塑料袋纏繞,膝蓋重重地摔在了地上,當(dāng)他跑了接近29公里以后才感覺到些許的不對勁。后來現(xiàn)場的醫(yī)生告訴他在比賽一開始時(shí),他的大腿骨就已經(jīng)骨折了,然而派爾斯卻不知道,連疼痛都沒有感受到。神經(jīng)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)啡肽不僅可以減輕人身體上的疼痛感,還可以增強(qiáng)人的愉悅感,而劇烈運(yùn)動是大腦產(chǎn)生內(nèi)啡肽的重要途徑。
除此之外,運(yùn)動還能夠促進(jìn)多巴胺的分泌。對于抑郁而言,通過運(yùn)動不僅能夠帶來生理上的愉悅,更重要的是還能夠產(chǎn)生自我效能感,這種自力更生的感覺對于戰(zhàn)勝抑郁癥的無助感而言是至關(guān)重要的。所以說,在對抗抑郁的某些方面,運(yùn)動的預(yù)防作用比其治療作用更值得受到大眾關(guān)注。
抑郁癥讓人恐懼萬分,成癮行為則讓人難以戒除,因?yàn)檫@一行為一旦發(fā)生就會改變大腦的神經(jīng)通路。但有規(guī)律的運(yùn)動會讓大腦重新指示基底核連接到另一個(gè)反射替代行為,這樣就會建立新的繞開成癮模式的神經(jīng)通路。
2004年的一項(xiàng)研究顯示,即便只運(yùn)動十分鐘也能夠降低酗酒人的成癮行為,而對于吸煙者來說,僅需要高強(qiáng)度運(yùn)動五分鐘就能夠產(chǎn)生積極的影響。可見,運(yùn)動能夠填補(bǔ)戒斷后的空缺,這對于成癮性戒斷的成功是至關(guān)重要的。畢竟,戒斷是克服成癮的開始,而戒斷后的無聊感卻讓人難以忍受,要想克服無聊,沒有比運(yùn)動更合適的方法了。
最后,運(yùn)動能夠調(diào)整激素、延緩衰老。運(yùn)動對于女性而言尤為重要,女性體內(nèi)的激素水平不像男性那么穩(wěn)定,運(yùn)動則恰好能夠讓女性避免激素不穩(wěn)定的問題,除此之外,運(yùn)動還能幫女性鞏固激素帶來的積極影響。所以說,你可以通過運(yùn)動將體內(nèi)的激素從“爆破手”的角色轉(zhuǎn)變成“助手”的角色。
運(yùn)動在女性經(jīng)期、孕期、產(chǎn)后、更年期等關(guān)鍵階段都發(fā)揮者積極的作用,同時(shí),運(yùn)動還能夠逆轉(zhuǎn)與老化有關(guān)的細(xì)胞退化。20世紀(jì)70年代,一項(xiàng)有1500名芬蘭人參與的研究,經(jīng)過21年的調(diào)研發(fā)現(xiàn),和不常運(yùn)動的人相比,那些每周至少運(yùn)動兩次的人患癡呆的可能性減少了一半。
當(dāng)聊完運(yùn)動的功效之后,我們不禁會心生疑問,到底如何運(yùn)動才能夠達(dá)到改造大腦的目的?有沒有一個(gè)訓(xùn)練可以塑造我們的大腦呢?那么接下來的內(nèi)容,我們就一起看看什么樣的運(yùn)動能改造大腦。
人體本身的設(shè)計(jì)是為了從事日常活動。遠(yuǎn)古時(shí)期的人類為了填飽肚子每天平均需要奔走8-16千米?,F(xiàn)代社會中的人自然無需再如此奔走覓食了,但我們的基因仍然留存著活動的編碼,大腦也被預(yù)設(shè)管理這些基因。
假若我們停止運(yùn)動,這穩(wěn)定存在了50萬年的生物平衡關(guān)系將會被打破。因此,最佳建議是盡量延續(xù)祖先的慣例保證日常運(yùn)動,不去打破生物平衡關(guān)系。
作者將運(yùn)動按強(qiáng)度劃分成三類,分別是低強(qiáng)度運(yùn)動、中等強(qiáng)度運(yùn)動和高強(qiáng)度運(yùn)動。而運(yùn)動強(qiáng)度的衡量標(biāo)準(zhǔn)則是達(dá)到最大心率的程度,作者將達(dá)到最大心率的55%到65%定為低強(qiáng)度運(yùn)動,將達(dá)到最大心率的65%到75%定為中等強(qiáng)度運(yùn)動,而達(dá)到最大心率的75%到90%的運(yùn)動就屬于高強(qiáng)度運(yùn)動了。在這里,作者也向大家介紹了計(jì)算自己最大心率的通用公式,那就是用220減去你的年齡。所以說,只要有一個(gè)心率監(jiān)測器,我們就能隨時(shí)監(jiān)測自己運(yùn)動的強(qiáng)度。
美國疾病預(yù)防控制中心針對運(yùn)動量,給出的建議是,一周至少有5天的時(shí)間是需要進(jìn)行30分鐘的中等強(qiáng)度的有氧運(yùn)動。作者則給出了更詳細(xì)的運(yùn)動建議,我們需要綜合運(yùn)動的強(qiáng)度,我們可以每周花4天的時(shí)間進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動,2天的時(shí)間進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動,而且最好能和同伴一起運(yùn)動。作者還告訴我們,不要擔(dān)心精力問題,因?yàn)闆]精力往往就是因?yàn)槿狈\(yùn)動。
假若你從來都沒有接觸過有規(guī)律的運(yùn)動,那最好從行走開始。每天堅(jiān)持步行1小時(shí),讓心率維持在最大心率的55%~65%,這之后如果你還有力氣聊天,那下次就可以將運(yùn)動提高到中等強(qiáng)度。
中等強(qiáng)度的運(yùn)動會讓人的身體變得更強(qiáng)壯,高等強(qiáng)度的運(yùn)動則會幫我們協(xié)調(diào)活動、能量和學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。這是因?yàn)樯眢w在高強(qiáng)度運(yùn)動中會進(jìn)入全面的應(yīng)激狀態(tài),身體的代謝從有氧變成無氧,腦垂體會分泌出人體生長素,這種生長素也被稱為“青春之泉”。這種生長素不僅能對大腦內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)起到平衡作用,還可以加快生長因子的成長,而這就是我們的活動、能量和學(xué)習(xí)更加協(xié)調(diào)一致的重要原因。
其實(shí),有氧運(yùn)動和復(fù)雜運(yùn)動相互結(jié)合是最佳的運(yùn)動計(jì)劃,兩者之間產(chǎn)生的影響各不相同,但又存在互補(bǔ)關(guān)系。像舞蹈、太極拳、瑜伽等活動訓(xùn)練可以調(diào)動大腦中全部的神經(jīng)細(xì)胞,并讓它們保持活躍。
盡管一開始你會有些尷尬,又或者是手足無措,但是當(dāng)神經(jīng)回路把小腦、基底核和前額葉皮層間串聯(lián)并活躍起來后,你的一切顧忌都會打消,動作也會更加得精準(zhǔn)有序。再通過不間斷地反復(fù)練習(xí),神經(jīng)回路的效率將會有明顯提升,進(jìn)而促進(jìn)動作出現(xiàn)創(chuàng)造性的進(jìn)步。
掌握了如何運(yùn)動后,堅(jiān)持就是眾人需要攻克的難題了。據(jù)相關(guān)資料顯示,對于開展新的鍛煉計(jì)劃有接近二分之一的人在開始后的6個(gè)月到1年之內(nèi)就選擇了放棄。
很大程度上可能是因?yàn)楹芏嗳嗽谝婚_始就會選擇高強(qiáng)度的運(yùn)動,一上來就給了自己的生理和心理來一個(gè)“下馬威”,這些人最后選擇放棄也就不足為奇了。其實(shí)要養(yǎng)成堅(jiān)持運(yùn)動并不難,我們可以通過有氧運(yùn)動和技巧性運(yùn)動的相互結(jié)合,循序漸進(jìn)地將強(qiáng)度提高上來;也可以找個(gè)一同運(yùn)動的伙伴或者組織,相互監(jiān)督、相互鼓勵。
讀完全書,不得不說《運(yùn)動改造大腦》這本書為我們在運(yùn)動健康領(lǐng)域打開了一片全新的科學(xué)天地,讓我們明白了運(yùn)動的最大益處不是健身而是健腦。
總之,生命在于運(yùn)動,運(yùn)動改造大腦。生活中沒有堅(jiān)持運(yùn)動的你,可以開始嘗試著離開自己的舒適區(qū),先邁開一小步,然后一大步,循序漸進(jìn),持之以恒,量體裁衣,選擇一種合適自己的運(yùn)動計(jì)劃,尋找志同道合的伙伴,做有趣有益的運(yùn)動,度過快樂的人生。
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