运动提升大脑效能、抗衰老?

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由于疫情,连续几个月停掉运动,对运动有了新的切身体悟。

前阵子看了哈佛大学医学院教授、国际神经医学专家John Ratey的著作Spark:the revolutionary new science of exercise and the brain,即运动与大脑的科学研究综述及应用

这部著作对我触动很大——积极运动对提升认知力、思维能力、抗衰老、降低各类慢性病、重疾发生率具有显著影响。先简单说明下,为什么我认同John Ratey的论点。熟悉我的读者都知道的品性,我从来不因一个人的头衔评估其作品。

一 运动健脑(及身心)的可信度简析

咱先科普下,任何涉及人体生理、大脑神经、健康长寿方面的科研,都要对其结论持保守态度。

理由是,人是已知宇宙中最「复杂」的对象,这种「复杂」跟理论物理「那种复杂」有着本质区别。

人的复杂在于,非可控变量太多,实验受限的伦理约束也特别大。

举个例子,我们研究青少年“每天对着星空发呆半个小时”是否能提升语文创作水平。

最严谨的研究是找到若干对同卵双胞胎志愿者,但是,我们怎么确定实验期间有没有某些双胞胎中的一个处于热恋中(影响认知)或跟语文老师闹矛盾?

至于那些保健美容的“科学研究”,就更不靠谱了……不可控因素过多,巨额利益渗透,实验结论可信度自然不高

既然如此,为什么我仍认为JohnRatey的运动与大脑关系的观点靠谱?理由有三:

  1. 其著作是综论,并非单独某次实验的解释,而是结合不同领域几十篇科研论文及其自身专业横跨十几年的综合;

2.其研究跟我做专题的方式类似,跨学科(精神医学、教育、认知神经、进化心理)交叉验证、逻辑自洽

3.美国中学已实施推广新型体育课(辅助)教学将近二十年,若缺乏可信度或没有取得成效,谁敢拿自己祖国未来的花朵做测试?

当然,对我而言,还有最重要的理由4,我自己也算是个业余中的业余运动爱好者,纸上得来终觉浅,它契合我自身的运动体悟。先跟你们分享下我的运动故事。

二 我的运动体悟

2019下半年,年度关键词(我太难了)开始鬼使神差附身,压力大,为了争取时间,我自作聪明,将每周跑步的时间预算全部砍掉

停掉运动后,我意识到自己有了微妙改变

首先,最明显的征兆是,专注力显著下降。以往写专题推文,我能轻松保持60分钟以上的沉浸式思考写作,但前阵子,我发现自己每隔15分钟左右就刷手机。

其次,我感到自己心态变得越来越保守,不愿尝试新事物,避重就轻愤世嫉俗,晚熬夜,早赖床,管不住嘴,下不了床。

然后,六块腹肌也渐渐有了一统江山之势,从名义上的中年人变成名副其实的中年男人。……

我一度怀疑自己的人格是不是了。前阵子闷得慌,索性穿上跑鞋狂跑了一阵。

那天,有点小奇妙。

我跑步时,前面有个皮肤黝黑双腿肌肉像铁般的人也在跑,我骄傲的、轻松的快步从他身边超过,恰巧,他的运动APP公里语音播报响起来:

“您已跑步6公里……最近一公里用时6分22秒”……这算不得什么,后面居然还有一句话,“跑步累积里程,1万……”

万。

听到这个字,我脑袋一翁。

如果你经常跑步就知道这是什么概念。我的跑步累计里程连他十分之一都不到。

当天,我跑了9公里,一般很久没运动不适合跑那么远。

隔了两天,我又跑了8公里,而且是变速跑,最后1公里冲刺(请勿模仿)。

跑完之后,感觉不过瘾,突然想到大学时挑战一整年洗冷水,于是当天(初冬时节)冲了冷水澡(请勿模仿)

恢复运动后,奇妙的事情发生了:

专注力显著提升,又恢复了“能随时切换心态进入工作”。晚上不再想熬夜,不再乱吃垃圾食品。运动时,更倾向于挑战自己的身体上限……这种感觉,完全像大学时代年轻灵魂回归。

带着好奇心,我跑步时测了下自己的最大心率,192。

一个人的理论最大心率是「220– 你的年龄」,所以我这个最大心率算出的身体年龄是28。比我的实际年龄年轻不少。*测量最大心率需长跑中加冲刺跑,请勿贸然测量

我不是在嘚瑟……好吧,也是有点嘚瑟。

更重要的是,我向各位以身示范,运动确实让我尝到了甜头。否则,我今天跟你们谈的理论都是纸上谈兵,你一句话就可以怼回我,“如果运动那么好你自己为什么不去运动?”

当时我还只是感性上觉得「运动让我更开心」,但没意识到是运动提升了我的思考力跟专注力,恢复了我的大脑弹性

直到上周刷杂志时看到一篇文章提到了John Ratey的研究,于是顺藤摸瓜找到这本书。

这本书学术味很重,我直接跟你们分享下运动促进大脑健康、提升学习能力的结论。

我们先聊下运动抵抗衰老的原因。

三 为什么运动能让人变年轻

先谈下人脑神经的运作机制,极简,以方便大家理解为核心,尽量不提及内部神经复杂的互动。当然,如果你看不下去可以跳过,不影响后面。

大脑作为有机生命组织,它要活动、要成长、变化,这意味着它需要能量、需要传递信息、反馈信息,需要协调能量与信息的管理中枢,此外,还需要清理垃圾

这些好理解。

大脑的能量是血糖,它需要输送能量的电缆(血管),需要能量搬运工(自由基)。

大脑内部传递信息主要通过激活相关神经、抑制无关神经这两个相互对立的效应实现。

比如,当你集中注意力看接球时,就是激活与“接球”有关的一切感官神经,抑制与之无关的,比如,美女拉拉队的加油声。

当然,上述行为必须在大脑CEO(前额叶皮层)的统一指挥下进行,这个CEO就是我们通常说的「理性」代言人。

上述是个粗略的运作机制,在具体实施工作时,比如,能量分配、神经元传递信息的敏锐度调节、CEO判断决策的动力系统、修复细胞促进生长等等,主要依赖各类激素实现

了解大脑运作最基本的需求后,我们就可以理解人体及大脑衰老的原因了:

随着神经元细胞衰老,适应力变低,它抵抗能量搬运工(自由基)产生的压力能力变差,渐导致“细胞凋亡”(apoptosis),进一步激活免疫系统,引起我们熟悉的“发炎”。随着 损耗的神经元数量超过新生的数量,此时就 开始发生 认知衰退。同时,负责给大脑输送的毛细血管也开始萎缩,导致 血量整体减少,意味着能量、氧气、各类营养因子、修复因子也变少, 恶性循环开始……当重要的神经元逐渐萎缩断掉之后,我们就开始出现遗忘、认知技能丢失等各种思维衰老症。

我们从40岁开始,平均每10年会损失平均5%的脑容量,70岁之后,任何疾病都会加速这个过程。

如果想抵御衰老,我们重点需:保证大脑能量供应(增加血流量)、 确保能量科学分配、过多过少都不行( 保证相关激素的正常生产)、促进神经细胞的修复(提供大脑修复营养子BDNF)、促进大脑活动(用进废退,需多巴胺)。

显然,运动能同时满足上述需求:1. 运动强健心脑血管

强健的心肺能降低静止时血管的压力,保养大脑血管少受损,其次,运动的肌肉会释放血管内皮及纤维细胞生长因子、扩展血管增加血量,保证了大脑细胞得到全面“滋润”,确保神经元细胞火力全开,也更有效的清理大脑内的垃圾。

2.运动能提高非常重要的脑源性神经营养因子(BDNF)的释放量。

它负责神经元联结的建立和保养,我们都知道,学习、记忆、思考的本质都是神经元复杂联结的结果,所以,如果你缺乏BDNF,意味着你学习效能会降低,也更容易遗忘

3.运动能抵抗慢性压力、改善情绪、提升免疫力

这一点,我们下面再细谈。

简而言之,运动能提升你的压力阈值。

打个比方,以前餐桌上老板夸了其他同事没有夸你就足以让你“压力山大”,经常运动后,老板在全公司指着你鼻子怒吼,你也能“一笑而过”。

另外,还有很重要的一点是,运动能增强骨骼

你可能认为骨骼强健跟大脑没什么关系,其实不然,老人骨质疏松容易骨折,一旦骨折,意味着「一段时间不能运动」。运动本身又是延缓衰老的第一武器,所以……

尤其是女性,30岁之后每年会流失1%的骨钙含量,更年期时,流失速度增加了一倍。

幸运的是,美国塔夫茨大学(TuftsUniversity)的研究表明,那些参加力量型锻炼一年的女性,其髋部和脊柱的骨密度增加了1%,而久坐不动的那组女性,其相同部位的骨密度流失了2.5%。

女性更需要锻炼力量,男士们,别惹怒你们的老婆。

除了上述好处,运动还能提高我们的动机系统(让你更有活力)、释放“青春之春”(逆老化)以及促进神经可塑性(Plasticity)。

显然,运动不仅是“为了防止老人病”,对年轻人,包括儿童、学生、成年人,运动都能大幅度提升理性思维能力、认知思维能力,对成年人的致命病——焦虑、压力的伤害也能最大限度消除

这就是我前面提到的,恢复运动后,我明显感到专注力提升,大脑更活跃,灵感更多

四. 运动让你学习成效更高

我们的一切感知、学习、思考都是通过大脑神经元的联结来实现,而我们与环境互动又会改进大脑神经元的联结。这意味着,大脑通过不断形成“新的联结线路”来应对世界。

在最严格的意义上,我们不仅是“士别三日刮目相待”,我们哪怕是“时隔三秒就变了人”。

大脑就是具有如此神奇的可塑性(Plasticity)

可以这么简化理解:

当我们说一个人“专注力强、擅于自控、情绪稳定”,意味着他大脑激活目标神经及压抑非目标神经“更精准”;比如,你能快速从下面的杂乱信息中“看到这句话么?”

但是,如果你大脑神经 压抑无关线索的精准度很高,相当于你看到的是:

一目了然,对吧。

同样道理:当我们说一个人“记忆力很强”,意味着神经元联结发育的更壮、保养的更好、社交关联的范围越大。

当我们说一个人“主动、积极、行动力强”,意味着他大脑有足够的“动力奖励”(多巴胺)。这意味着他面对困难更倾向于迎难而上,经历挑战越多,进步自然越大,产生良性循环。

前面提过,大脑的CEO(前额叶皮层)越发达,意味着它的联结线路越复杂,意味着你可以“实现多元化的联结”,自然能进行更复杂的思维活动,通俗的说,深度思考。*以上是极度简化的描述,为的是协助大伙理解大脑可塑性大脑能否“高水平发挥”上述可塑性,关键 依赖的是几类调节信息流的激素

  • 血清素:又称大脑警察,它能控制坏情绪、冲动破坏、增强记忆;
  • 多巴胺:都很熟悉了,“奖励”动力系统,缺乏多巴胺的人什么事也不相干;

此外,还依赖建立和保养稳固全新神经回路的营养因子:

  • 脑源性神经营养因子(BDNF):促进神经元细胞的生长、生成更多分支、促进并巩固联结(学习及记忆),同时还能抵御细胞死亡。

此外,还需各类促进细胞生长的因子IGF1、FGF2、VEGF等等……简而言之,如果缺乏这些因子,我们就会感到抑郁、紧张以及迅速衰老。反过来,如果我们能提高这些因子,意味着我们能抵御老化。一系列有关衰老、认知教育的脑科学研究从不同视角发现, 运动能极大促进上述因子的分泌,从肌肉活动开始,在身体代谢内产生系列良性生理循环,优化大脑。

2007年德国一项大规模研究发现,人们在运动后学习词汇的速度比没有运动学习的速度快20%。美国一个学区(泰特斯维尔)学生的标准化考试分数均低于州平均分,自从2000年实施新型体育辅助教学项目后,该学区阅读成绩比州平均分高出17%,数学则高出18%。*需强调,运动本身不会让你自发领悟数理化,但运动能为学习提供“强劲”的神经元弹药,打下坚实的生化基础。值得一提的是,运动还能提升心理层面一个极为重要的“自我效能感”(self-efficacy)。* 自毁简史 中也提到过信念对学习影响,自我效能与信念息息相关

自我效能感是指我们“认为自己能否干成某事的信念”,显然,自我效能感越强,意味着我们感到自己更具“自我掌控力”,意味着我们对焦虑与压力有更强的免疫力。

为什么运动能增强自我效能?

因为运动的效果反馈很快

比如,一旦你感到轻度焦虑,只需小跑10分钟或者跳绳,这种感觉马上烟消云散。这种“靠自己摆脱困境的感觉”会强化你的大脑态度,让你对待其他问题也变得更积极

实际上,对于我们成年人的最大杀手:慢性压力、现代式焦虑,都是“刀刀催人老”的“文明病”。

这些焦虑、压力本身是人体的”自然”应激反应,但现代文明不允许我们拿着弓箭射杀“房贷”,射杀“傻逼领导”,射杀愚蠢的“物质攀比的意识形态”……

于是这些内分泌,使我们大脑始终处于“报警状态”,保证生存的神经元回路牢牢占据了资源,极大的抑制创建新的神经回路的能力,而有效学习的本质正是创建新的神经回路,而焦虑感偏偏不让你创建,尴尬了。这也是我们平时观察到的现象, 无忧无虑的孩子学习能力超强,焦虑的成年人总是“学完记不住”

运动,恰恰是消解压力与焦虑负面伤害的克星

当我们感到焦虑或压力时,会触发“恐惧”感——心跳加速、呼吸加剧——但这些生理状态,跟运动时非常类似——但运动是你主动发起的、可控的、有益的,这类生理反应渐渐会与运动相关联取代恐惧感

换句话说,当你感到焦虑时,它会促使你产生“想去跑一跑的冲动”而不是“恐惧感”。凭借运动激活交感神经系统,我们就可以阻止杏仁核的失控运作, 当我们用行动来回应时,我们相当于开创了一条安全旁路,并随着运动释放的脑营养因子(BDNF)不断巩固该神经回路的控制度,最终产生 积极的滚雪球效应。*运动对心理疗愈的巨大价值已经被引入“认知行为治疗”(CBT)核心技术之一,可见一斑。

这种能自己主动控制焦虑、驾驭本能的感觉,我们称之为“自由”

目前,我极其简化的描述了运动与学习、抗衰老的关系,其中遗漏了很多很多的大脑机制描述。但这不重要,我们只需明白,运动才是人体健康、保持“优秀状态”的本能即可。这一切,早已写在漫长的进化岁月中。

无论你多忙,借口多么多,记住,运动永远“磨刀不误砍柴工”。

我亲身体悟深刻验证了这一点。

那么,你肯定想知道,怎样运动才算是锻炼到位了?

五 均衡运动的建议

John Ratey给出了常规的运动指南,他建议我们可以从四个方面来制订一个整体计划:有氧能力、力量、平衡能力以及柔韧性。1.有氧能力。每周锻炼4天,时间在30分钟到1小时之间,保持最大心率的60%~65%。对于缺乏运动的人, 只需快走或慢跑即可达到这个心率

2.力量

每周进行两次举重或阻力器械锻炼。做3组举重器械练习,每组重复10到15次。除此之外,需要弹跳或跳跃的运动也有助于你增强骨骼,跳舞、有氧操、跳绳、篮球等等,这些对预防和减少骨质疏松症非常关键。3.平衡能力和柔韧性

每周进行两次30分钟左右的平衡和柔韧性锻炼。瑜伽、太极拳、格斗术和跳舞,所有这些需要技巧的运动对保持身体的灵活性都很重要。

像我以前缺乏平衡跟柔韧练习,前几天就去买了平衡木用于辅助锻炼,此外健身球、波苏球(Bosu)也可以锻炼核心肌肉群。就我个人体验, 运动一定要循序渐进,那些一上来就想要挑战强度训练以期获得“额外好处”的人往往坚持不下来, 这跟抱着功利心学习的心态雷同

运动就像阅读,它本身就是一件快乐的事,享受运动的快乐比什么都重要

当然了,随着你基础体能、身体素质的提升,的确可以尝试提升强度。

比如,像短跑运动员跟足球运动员的“间歇训练法”(跑步中穿插快速跑)就能显著增加HGH(人体生长激素,也称“青春之泉”)的分泌,它能燃烧腹部脂肪、让肌肉纤维有序层叠,同时增加大脑容量,逆转老化。这可比整形美容节省了几十上百万,还不用挨刀。

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