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人人都知道,运动可以强健体魄,但很少有人明白其中原理。热爱运动的人,只知道运动能解压,能让人愉悦,却不知道我们感觉欣快的真正原因是:运动让大脑处于**状态。这个结论有着坚实的神经科学的理论依据。


运动平衡大脑


神经元分支间的连接点是突触。突触之间并不真正触碰,神经学家所说的“连接”,是指建立一种联系。神经元工作的机制是:电信号沿着轴突传导到突触,在突触这儿神经递质携带化学信号穿过突触间隙,与另一端神经元树突上的特异性受体结合,就此打开神经元细胞膜上的通道,并将这种信号转化为电流。


大脑中约80%的信号是由两种神经递质传送出去的:谷氨酸盐和γ-氨基丁酸。前者刺激神经冲动,后者抑制冲动。它们和血清素、去甲肾上腺素、多巴胺等神经递质一起调节大脑的活动。


失衡的大脑会引发抑郁症、焦虑症和强迫症。现有的大多数改善精神状态的药物,都是以调节这些神经递质为目标的。事实上,长跑1600米就能产生和服用药物一样的效果,因为运动提高了神经递质的水平。



运动让大脑成长


神经递质执行信息传递,调节大脑平衡,而另一些神经营养因子则负责建立、保养神经细胞回路,构成大脑自身的基本结构。其中最有名的就是脑源性神经营养因子,简称BDNF。它被称为“大脑的优质营养肥料”,是大脑的可塑性的重要推手。而运动会让这种神奇的脑细胞肥料变多。


1995年,卡尔·科特曼在一个为期4年的关于老化的研究中发现,那些认知功能衰退极小的人呈现出三点共同因素:教育、自我效能感和运动。当时前两个因素对大脑的影响人所共知,只有运动让人费解。于是,他设计了一个测量BDNF与运动关系的实验。他斥巨资设计了实验设备:不锈钢转轮。好在,参与实验的老鼠非常喜欢这个运动器材,一晚上能跑几公里。解剖结果表明,跑得越多的老鼠,大脑内的BDNF水平就越高。


运动诱发神经新生


很长时间以来,人们都认为神经元的数量是恒定的,只能被消耗,不能新生。但是当科学引入先进的成像仪器后发现,用来监测癌症扩散的染色剂,居然出现在晚期患者的海马体中。这也就是说,神经元像其他身体细胞一样,在分裂生长。而实验证明运动会诱发这种“神经新生”。



1998年,在一个由神经学家彼得·埃里克森领导的实验中,科研人员把运动和不运动的两组老鼠困在水池中,测试它们对逃生路线的记忆程度。结果,运动的老鼠每次都能更迅速地径直找到安全地带。解剖发现,运动老鼠的海马体中,新干细胞的数量是不运动的老鼠的两倍。


当然,这并不意味着,跑1600米你就能变成天才。新生的神经元是完全空白的干细胞,要经历一个发育的过程才能形成神经细胞,在这个过程中,它们必须找到事情做才能生存下来。一个新生的细胞要经过28天才能加入到一个神经网络中,如果我们不使用新生的神经元,就会失去它。


科学家发现,运动产生大量神经元,而环境优化的刺激则有助于神经元的存活。也就是说,体育课为大脑提供了学习所需的原料,而课堂上的学习则促使新生的神经细胞连接到神经网络中。2007年,德国研究人员发现,人们在运动后学习词汇的速度比运动前提高了20%。

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