運動與腦健康

蘇國輝

為什么運動這么重要

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生活節(jié)奏加快，社會競爭加劇，醫(yī)療水平提升了，人的壽命提高了，而人也出現(xiàn)了精神疾病、慢性病、亞健康疾病、老年病。習(xí)近平總書記指出，我國已經(jīng)進(jìn)入老齡社會，讓老年人老有所養(yǎng)、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(zhàn)略就是從治療醫(yī)學(xué)到預(yù)防醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)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(xiàn)代生活中，東西去超市買，回家就坐在沙發(fā)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(yǎng)成了越來越不愛動的生活習(xí)慣。運動量不夠是現(xiàn)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(fā)表在2017年Lancet雜志的文章比較了2016年跟1990年的神經(jīng)疾病的健康負(fù)擔(dān)，調(diào)查結(jié)果顯示，不管哪個年齡段，精神疾病健康負(fù)擔(dān)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(diào)查了120萬美國人，發(fā)現(xiàn)做運動的人精神病方面的負(fù)擔(dān)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(chǎn)生如此好的效果呢？2013年，Iuza-luces 等人發(fā)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(nèi)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(jīng)營養(yǎng)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(guān)，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(xì)胞，能夠分泌脂聯(lián)素。這些運動因子與我們的健康密切相關(guān)。

人的運動與學(xué)習(xí)的關(guān)系

運動可以提高注意力，控制情緒，增加學(xué)習(xí)能力、抗壓能力。運動還能改變大腦。一個小孩子當(dāng)他運動二十分鐘以后，大腦血液的流動就很明顯，腦神經(jīng)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(xué)生上課之前運動一個小時，然后讓他學(xué)習(xí)一些令他頭疼的科目。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，做完運動之后學(xué)習(xí)，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(fā)現(xiàn)運動以后，腦里面會增加許多神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞互相聯(lián)系，上面有胞體、樹突，運動以后神經(jīng)細(xì)胞的分支就更多了，細(xì)胞干活就更靈活，學(xué)習(xí)效率也就提高了。另外，運動以后的學(xué)生在數(shù)學(xué)、英語的學(xué)習(xí)上，也比沒有運動的學(xué)生的成績要好。芝加哥的一所中學(xué)實施“零時體育計劃”，學(xué)生做完這個計劃以后，學(xué)習(xí)能力也大大提高。

大腦里一些區(qū)域，特別是海馬區(qū)，每天都有新的神經(jīng)元、神經(jīng)細(xì)胞生出來，增生以后神經(jīng)元會遷移，遷移后會分化，幫助我們適應(yīng)一些新的能力，讓我們學(xué)習(xí)、記憶一些新的環(huán)境。這就是“神經(jīng)發(fā)生”。有什么能幫助我們神經(jīng)發(fā)生的好的調(diào)節(jié)方案呢？運動在其中起到了非常重要的作用。

運動對應(yīng)激對抗的效應(yīng)

我們做了一個實驗，首先我們給老鼠注射不同計量的皮質(zhì)激素，使它們“患上”抑郁。然后讓老鼠們做跑輪訓(xùn)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(fā)現(xiàn)，輕度抑郁的老鼠經(jīng)過跑輪訓(xùn)練，不僅減輕了抑郁程度，而且神經(jīng)中樞有新的神經(jīng)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(xiàn)象沒有發(fā)生，除非這些老鼠做抑郁模型之前讓它們先運動兩周。

科學(xué)家采用了一個習(xí)得性無助的辦法——抑郁樣的行為-強(qiáng)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(dǎo)習(xí)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(yīng)。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(jìn)行跑步運動，實驗結(jié)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(jīng)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(jīng)發(fā)生有增強(qiáng)的老鼠的血漿脂聯(lián)素的水平。脂肪細(xì)胞分泌脂聯(lián)素跟抑郁是有關(guān)系的。我們做了一項研究，把老鼠里面的脂聯(lián)素基因去掉，如果它真是跟運動有關(guān)的話，運動以后，這個運動的效果就應(yīng)該沒有了。果然如此。我們發(fā)現(xiàn)，運動防治抑郁與脂聯(lián)素有關(guān)，原因是脂肪細(xì)胞會分泌出脂聯(lián)素，脂聯(lián)素可以增強(qiáng)大腦內(nèi)海馬區(qū)的神經(jīng)形成，神經(jīng)發(fā)生就會增多，老鼠抗抑郁的能力就會增強(qiáng)。

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

神經(jīng)細(xì)胞有髓鞘，還有樹突棘。髓鞘跟神經(jīng)細(xì)胞的運動速度有關(guān)，運動以后會促進(jìn)髓鞘的增多。樹突棘的改變也跟運動有關(guān)。樹突棘的概念可以這么理解：一個神經(jīng)元要跟另外一個神經(jīng)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(fā)現(xiàn)，運動以后髓鞘增強(qiáng)、增多，也代表運輸?shù)乃俣仍鰪?qiáng)。這跟學(xué)習(xí)有什么關(guān)系呢？我們用了一個學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)怎么適應(yīng)滾輪的速度。運動過的小鼠學(xué)得很快，沒有運動過的小鼠的學(xué)習(xí)時間比較長。這個跟神經(jīng)細(xì)胞里面的蛋白有關(guān)?？偟膩碚f，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(jīng)元活性、改善軸突髓鞘化，最重要的是，運動激活了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可塑性，有助于改善學(xué)習(xí)記憶功能。所以，運動與兒童的成長、學(xué)習(xí)，有非常密切的關(guān)系;運動課在小學(xué)中學(xué)里應(yīng)該辦得更好。