運動與腦健康

蘇國輝

總的來說，運動有很多好處，運動可以提高我們的注意力，調節我們的情緒，促進我們的學習。

現在我們面臨一個長壽的社會，健康、長壽是非常重要的目標。隨著年齡的增長，很多疾病會產生。當前，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。

為什么運動如此重要

好多年前，人類必須出去打獵才能獲得食物，有打獵就有運動。現在，我們不用打獵就能吃到飯，父母把吃的準備好，我們坐在沙發上看電視，平時我們也在辦公室坐著，運動量跟以前比就小了很多。

世界衛生組織曾發布一組慢性病高危密碼：3450，即3種不好的生活方式導致4種慢病死亡率增高，最終可能使50%的人喪命。這3種生活方式指的就是吸煙、不合理的膳食和缺乏體力活動;4種疾病則是心腦血管疾病、癌癥、呼吸系統疾病和糖尿病。如果我們運動量不夠，身體患慢性病的概率就會大大提高。

神經科學家非常關注神經保護這個概念，因為我們的大腦屬于中樞神經的一部分，里面會有新的神經元生出來，神經細胞“生病了”，我們就需要想辦法把它保護好，延緩病發。在動物實驗中，能延緩小鼠兩個月的壽命，小鼠的壽命大概是24個月，相當于人的八年左右。一篇發表在2017年The 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，精神疾病健康負擔都日益加重。2018年，The Lancet Psychiatry期刊刊發了一篇重要的文章，一個研究小組追蹤了120萬美國人，發現做運動的人在精神健康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。做什么運動呢？研究發現，所有的運動都管用，打籃球、踢足球、騎自行車、走路、跑步等等都行。

運動為什么管用？2013年，Iuza-luces等人發表的文章闡明了這一問題。運動的時候肌肉會動，肌肉不單單是運動器官，也是非常重要的內分泌器官，它能夠分泌出100多種東西，對我們的身體健康有益。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。我們把這些分泌的物質叫作運動因子。運動因子除了從肌肉分泌出來以外，還會從身體的其他地方分泌出來。

運動產生腦源性神經營養因子（BDNF），于是，神經細胞的樹突會更發達，它連接的機會就更多，學習的效率就會提高。美國很多年前做過一個簡單實驗，讓學生在上課之前運動一個小時，然后讓他學一些很難的課程。研究發現，運動以后再學一些難的內容比平時更好，在數學、英文等測驗中，做運動的人的成績比沒做運動的更好。

總的來說，運動有很多好處，運動可以提高我們的注意力，調節我們的情緒，促進我們的學習。運動還可以降低我們的壓力。小的壓力對我們有好處，因為我們能產生動力，可是長期的壓力會導致神經元形態和功能的改變。人類海馬體每天產生大約700個新的神經元。新生出來的神經元對我們學習、適應新的環境是非常重要的。如果有壓力，新生出來的神經元就變小。

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。給老鼠注射不同劑量的激素，把老鼠分成兩組，一組老鼠放在有跑輪能夠跑步的地方，另一組放在有跑輪、但是跑輪不動的地方，然后檢查老鼠的抑郁行為。把老鼠放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）。老鼠漂浮不動的時間越長，就代表它抑郁得越厲害。實驗結果表明，對中輕度抑郁的老鼠，運動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。

為什么運動會跟大腦有關？是運動因子的原因。其中一種運動因子是脂聯素。有學者研究認為，低水平的脂聯素增加患抑郁癥的風險，抑郁癥病人血漿脂聯素的濃度下降，得到成功治療的抑郁癥病人脂聯素的水平上升。我們做了一些實驗去證實它。把脂聯素基因去掉，既然脂聯素這個基因如此重要，去掉以后運動應該就沒有運動的效果了，結果果然如此。老鼠跑步以后，脂肪細胞分泌出脂聯素，會跑到海馬區，使海馬的神經發生改善，抑郁行為也得到了改善，這可能是治療抑郁病人的一個創新行為。

我們找了150個長期疲勞的病人，他們沒有做過八段錦，然后把他們分成兩組，一組做八段錦，另外一種作為對照組不做運動。根據兩個時間點去檢查，發現做八段錦的這一組人的焦慮分數有所改善，比對照組的脂聯素水平要高。這說明，人做運動還是管用的。脂聯素將來也有可能作為一個生物指標，因為每個人做運動需要的量不一樣。做完運動后通過測試脂聯素的水平，可以知道運動量是否足夠。

運動對皮層樹突棘可塑性和學習記憶的改善

樹突棘是大腦里很重要的結構，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，對話的地方就在樹突棘上面。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，這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。我們發現，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。總的來說，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。

運動對抑郁情緒的改善

大家都知道“少年不識愁滋味”這句話，以前的青少年很開心，可是我們發現，現在的青少年患精神障礙的百分比很高，接近30%。怎樣用一些干預的辦法去改善這一情況？英國國家衛生與臨床優化研究所（NICE）發布的抑郁癥治療指南指出，運動可作為輕、中度抑郁的一線治療;熱愛運動的青少年在學業上表現更優。

我們研究了有閾下癥狀（包括抑郁癥狀和躁狂癥狀）的青少年，未來有可能發展為抑郁障礙和雙相障礙，且自殺發生率高。另外，這些青少年不一定愿意服用藥物。我們在一個中學做了簡單的研究，進行12周有氧運動的人跟接受心理教育的人對比。有氧運動：最大心率的50%-70%、中等強度、跑步，每天30分鐘，每周4天，持續3個月。心理教育對照組：一般心理教育3個模塊;小組游戲、小組詩詞閱讀和小組合唱各1個模塊，共八次。用影像觀察大腦，我們發現做運動的人的大腦發生了變化。不僅如此，運動也對閾下抑郁青少年的腸道微生物產生影響。研究發現，12周有氧運動下調了閾下抑郁青少年腸道微生物神經退行性疾病相關信號通路的相對豐度，上調了閾下抑郁青少年腸道微生物信號轉導機制（T）的相對豐度，做完運動，抑郁青少年明顯在認知上有改善。

因此，大家要活動，生活得好，就要運動，希望大家以后多關注運動對腦健康的重要性。