一段時期以來,有關體育與智育的關系一直存在一種誤解,有觀點認為運動員“四肢發達,頭腦簡單”,而坐著不活動地玩電腦游戲倒被看成是提高智力的法寶。最近,日本專家研究表明經常參加體育鍛煉可明顯提高記憶能力。不管年齡大小,強健而活躍的身體對培養活躍的頭腦至關重要,運動對肌肉和大腦都有好處。那么,運動為什么會提高智力呢?腦神經學科專家認為——
20世紀90年代中期之前的科學家一直認為。大腦產生的BDNE (親神經性因子)一旦喪失即不可恢復,大腦不能制造新的神經細胞取代已經死亡的神經細胞。可是最近 10年的研究推翻了這種看法,動物實驗表明,經常運動的動物比不運動的動物,其大腦的執行能力更強。比如,面對復雜任務時,那些經常運動的猴子看起來更聰明。包括在任務完成效果、反應速度方面,愛運動的猴子都遠遠勝出。而對于我們人類而言,所有的研究對象經過幾個月的體育鍛煉都檢測出了新的神經細胞。
專家注意到,運動對智力的作用遠比人們以前的認識要深刻復雜得多。這個作用從肌肉開始,每次肱二頭肌或肱四頭肌收縮或放松,都釋放出一種叫IGF-1的蛋白質。這種蛋白質經血液流通傳送,通過血腦屏障進入大腦。IGF-1在大腦中承擔的角色是人體神經遞質加工廠的“工段長”。它發布指令生產 BDNE,并促使干細胞發育成完整的、功能齊全的神經細胞。通過經常的體育運動,體內的BDNE增加,大腦中的神經細胞開始伸展,連接在一起,并以新的方式相互傳遞信息。而BDNE使這一過程成為可能。可見BDNE含量越多的大腦,獲取知識的能力就越強。
運動是在大腦指揮下進行的機體活動,同時大腦又接受來自肌肉、關節的神經末梢感受器對刺激的反應信號的輸入,所以運動可以調節神經系統活動,增強大腦皮質的興奮和抑制過程。大腦活動所需的能源主要來源于糖,而大腦本身儲備的糖卻很少。當人體中的血糖達 120me/100ral時,腦功能才能正常活動,記憶力也處在最佳狀態。如果血糖降至50mS/100ml左右,人就會感到疲乏,思維遲鈍。食物是血糖的供給源,運動能使人食欲增加,消化功能增強,并促使食物中的淀粉類轉化為葡萄糖,再吸收到血液中變成血糖,以源源不斷地供應給腦神經細胞,從而保證大腦的工作效率。運動還會促使大腦本身釋放腦啡肽等有益的生化物質,增強理解力和記憶力,使人更聰明。實驗表明,參加運動后,腦組織中的核糖核酸會增加10%-12%。核糖核酸能促進腦垂體分泌神經激素多啡肽組成的新蛋白質分子,這種物質對促進人的思維和智力大有益處。運動醫學專家認為——
結合對運動員比賽情景的視頻分析,美國加利福尼亞大學的詹森教授在研究中發現,運動能增大大腦皮質的溝回,使它的表面面積增大,而且能增加大腦的重量。大腦活動的基本過程是興奮與抑制的交替,人在做運動時,管理運動的腦細胞經常處于快速的興奮和抑制的交替過程,經過千萬次這樣的鍛煉,它的調節功能、反應速度,靈活性和準確性便得到提高。據試驗,乒乓球運動員打球前的反應速度為0.09秒,打球后的反應速度為0.07秒。
測定一個人的腦細胞的反應速度,就可以看出他思維速度和智力水平的高低,而體育鍛煉是提高這種能力的重要措施。在詹森教授授課的班里,幾乎每個學期,參加女子越野滑雪隊的學生的考試成績都名列前茅;于是,他開始思考,在體力和腦力之間是否存在某種重要的但被忽視的聯系,在體育館度過的時光除強健肌肉外,是否還會以某種方式增進智力。詹森教授和同事一起以259名三年級和五年級學生為對象,測量他們的體重指數,并讓他們做一遍典型的體育課例行程序:快跑、計時引體向上和仰臥起坐。然后,將他們的體能與他們在全州標準化考試中的數學和閱讀成績做比較。果然,從整體來看,身體最健康的孩子智力狀況也是最佳的,即便在考慮社會經濟狀況等個人差異的情況下,結論也都是一樣的:體育的確能增進學生的智力。
大腦需要氧和其他營養物質。耗氧量占全身需求的1/4,對血的需求量占全身血量的1/5,由心臟輸出的血液通過位于頸前外側的左右頸總動脈送入顱內。這一過程與運送紅血球、血紅蛋白及血液循環量密切相關,而運動可促進心臟收縮和血管彈性增強,使流向大腦的血液增加。實驗表明,經常運動的人每毫升血液中的紅血球比一般人多100 77-150萬個,可充分滿足思維活動中大腦對氧及其他養分的需求。教育工作者認為——
北京體育大學的鐘秉樞教授認為,體育對提高人的智商起著很重要的作用。過去人們看到的只是體育運動的健體作用,忽略了體育運動對人的智商和情商的雙重培養功能。運動能使大腦處于最初的啟動或放松狀態,人的想像力會從多種思維的束縛中解脫出來,變得更加敏捷,因而更富創造力。
良好的體育鍛煉,不僅僅是痛快地踢一陣子球,它還可以對學生的大腦產生更為廣泛的影響。20歲之前,學生大腦的額葉沒有發育充分,因此他們“征用”大腦其他部位的功能,包括那些與學習有關的功能。德國卡塞爾大學的漢斯·希爾曼教授在對上體育課的學生的研究中發現,體育鍛煉不僅使“執行功能”加速,而且還使包括從數學、邏輯到閱讀的其他多種技能得到提高。運動可促使大腦額葉的體積增大,額葉是執行功能之所在,“執行功能”是一種比較高級的思維,包括決策、多任務處理和提前計劃。體育運動,看起來與認知能力關系不大,卻能加強大腦的執行功能,有助于隨機應變、聚焦工作,摒棄不宜行為而不分心。
人們通常在進入老年后便開始擔心他們的頭腦不再像過去那樣有效運轉。多數關于運動和認知能力的研究把老年人當成主要研究對象。日本一所老年大學為六七十歲男性和女性組織了快走和其他有氧運動等項實驗,在隨后進行的心理測試中他們回答問題更加準確和迅速,都產生了執行功能改善的效果。一般人到了70歲這種執行功能就會下降,漸漸陷入輕微的認知損傷,最后發展為老年癡呆癥。但體育鍛煉能降低這一風險,即便從60歲開始鍛煉,這種風險也可以降低一半。
運動對大腦的作用在青少年身上更為明顯。美國佐治亞大學運動科學教授菲爾·通波羅夫斯基說,運動可能對還在發育的大腦產生更為持久的作用。因此他號召青少年,多做體育鍛煉,而不是長久坐在電腦前玩智力游戲,用那些花在電子游戲上的錢,去買雙跑鞋吧。