運動與腦健康

蘇國輝

為什么運動這么重要

當前，經濟快速發展，生活節奏加快，社會競爭加劇，醫療水平提升了，人的壽命提高了，而人也出現了精神疾病、慢性病、亞健康疾病、老年病。習近平總書記指出，我國已經進入老齡社會，讓老年人老有所養、生活幸福、健康長壽是我們的共同愿望。健康長壽，一個重要的戰略就是從治療醫學到預防醫學轉移，因此運動尤為重要。

漁獵時代，人們必須四處尋找食物才能維持生存，所以不需要專門的運動。但現代生活中，東西去超市買，回家就坐在沙發上看電視，工作就坐在辦公室看電腦……我們的運動越來越少，養成了越來越不愛動的生活習慣。運動量不夠是現在很多慢性病的原因，比如心血管病、代謝病、糖尿病等，大腦也容易退化萎縮。

運動對健康有很多好處，許多研究都證明，運動對心理健康十分重要。一篇發表在2017年Lancet雜志的文章比較了2016年跟1990年的神經疾病的健康負擔，調查結果顯示，不管哪個年齡段，精神疾病健康負擔正日益加重。The Lancet Psychiatry 期刊2018年有一篇重要的文章，一個研究小組調查了120萬美國人，發現做運動的人精神病方面的負擔降低很多，可見，運動對降低人的疾病是非常有效的。

為什么運動會對身體產生如此好的效果呢？2013年，Iuza-luces 等人發表的文章闡明了這一問題。運動的時候會動肌肉，肌肉不單單是運動器官，也是非常重要的內分泌器官，能夠分泌出100多種東西，對我們身體的健康有益。運動分泌的抑制神經營養因子對腦健康非常重要。運動還可以防治慢性病，很多慢性病都跟炎癥有關，運動可以分泌出抗炎癥因子。另外運動也分泌出很多荷爾蒙。這些東西我們把它叫作運動因子。運動因子除了能夠從肌肉分泌出來以外，還從身體的其他地方分泌出來。比如脂肪細胞，能夠分泌脂聯素。這些運動因子與我們的健康密切相關。

人的運動與學習的關系

運動可以提高注意力，控制情緒，增加學習能力、抗壓能力。運動還能改變大腦。一個小孩子當他運動二十分鐘以后，大腦血液的流動就很明顯，腦神經的活化范圍也不斷增加。

美國有一個非常有名的實驗，他們讓學生上課之前運動一個小時，然后讓他學習一些令他頭疼的科目。結果發現，做完運動之后學習，克服困難的程度有明顯提高，成績提升也很明顯。原因就在于在動物研究中發現運動以后，腦里面會增加許多神經細胞。神經細胞互相聯系，上面有胞體、樹突，運動以后神經細胞的分支就更多了，細胞干活就更靈活，學習效率也就提高了。另外，運動以后的學生在數學、英語的學習上，也比沒有運動的學生的成績要好。芝加哥的一所中學實施“零時體育計劃”，學生做完這個計劃以后，學習能力也大大提高。

大腦里一些區域，特別是海馬區，每天都有新的神經元、神經細胞生出來，增生以后神經元會遷移，遷移后會分化，幫助我們適應一些新的能力，讓我們學習、記憶一些新的環境。這就是“神經發生”。有什么能幫助我們神經發生的好的調節方案呢？運動在其中起到了非常重要的作用。

運動對應激對抗的效應

我們做了一個實驗，首先我們給老鼠注射不同計量的皮質激素，使它們“患上”抑郁。然后讓老鼠們做跑輪訓練。在籠里面有個跑輪，每天可以自動跑。另外一批老鼠也是放個跑輪，但這個輪子不能動。老鼠在籠子里面沒事干，你給他一個輪子它會很高興。老鼠一天可以跑六公里。對照實驗發現，輕度抑郁的老鼠經過跑輪訓練，不僅減輕了抑郁程度，而且神經中樞有新的神經元生長，記憶能力也提高了。不過，在重度抑郁的老鼠身上，這樣的現象沒有發生，除非這些老鼠做抑郁模型之前讓它們先運動兩周。

科學家采用了一個習得性無助的辦法——抑郁樣的行為-強制性游泳測試。把老鼠放置在裝有水的圓柱形水槽中，第一天放15分鐘（誘導習得性無助）; 第二天放5分鐘 （檢測抑郁程度）。第一天把它放在水缸里面15分鐘，第二天再放回去，看它行為的反應。如果它漂浮不動的時間越長，就代表它抑郁得越厲害。然后再讓老鼠進行跑步運動，實驗結果同樣表明，運動對中輕度抑郁的老鼠，不僅可以減輕其抑郁程度，還促使了新的神經元生長，老鼠的記憶能力也提高了。兩個星期的跑步還增加了那些海馬神經發生有增強的老鼠的血漿脂聯素的水平。脂肪細胞分泌脂聯素跟抑郁是有關系的。我們做了一項研究，把老鼠里面的脂聯素基因去掉，如果它真是跟運動有關的話，運動以后，這個運動的效果就應該沒有了。果然如此。我們發現，運動防治抑郁與脂聯素有關，原因是脂肪細胞會分泌出脂聯素，脂聯素可以增強大腦內海馬區的神經形成，神經發生就會增多，老鼠抗抑郁的能力就會增強。

類似的結果在人身上也可以看到。我們調查了150個病人，主要對象是長期疲勞的病人。實驗結果表明，做完運動后病人的抑郁癥狀有明顯改善，焦慮的分數也降低了，人體的血液里中的脂聯素水平也有所提高。

神經細胞有髓鞘，還有樹突棘。髓鞘跟神經細胞的運動速度有關，運動以后會促進髓鞘的增多。樹突棘的改變也跟運動有關。樹突棘的概念可以這么理解：一個神經元要跟另外一個神經元對話，它對話的地方就是在樹突棘上面。運動可以改善小鼠皮層的樹突棘可塑性，在不同時間檢查小鼠的運動皮層，同一個地方，同一個樹突可以看到它的改變。有一個很重要的發現，運動以后髓鞘增強、增多，也代表運輸的速度增強。這跟學習有什么關系呢？我們用了一個學習的模型，讓小鼠運動以后放在一個滾輪的儀器上，滾輪一直在動，小鼠要學習怎么適應滾輪的速度。運動過的小鼠學得很快，沒有運動過的小鼠的學習時間比較長。這個跟神經細胞里面的蛋白有關。總的來說，這個研究說明運動對mTORC1通路是很重要的，運動可以改善樹突棘可塑性和神經元活性、改善軸突髓鞘化，最重要的是，運動激活了神經網絡可塑性，有助于改善學習記憶功能。所以，運動與兒童的成長、學習，有非常密切的關系;運動課在小學中學里應該辦得更好。