不仅健身,更能健脑,运动如何改变你的大脑?

西恩·贝洛克 开智学堂

开智君说

你经常锻炼吗?你觉得运动只是对身体健康有好处吗?芝加哥大学心理学系教授西恩·贝洛克告诉你,运动也会对头脑有益,在怠惰的身体和活跃的身体中,大脑的外观和功能都是不同的。为什么?下文,贝洛克教授为你介绍,运动对人的大脑及认知能力会产生什么有益影响。

作者:西恩·贝洛克 来源:《具身认知》 图源:Unsplash

01 奔跑的头脑

很少有人会认为锻炼也会对头脑有益。但是事实上健身对生理健康和心理健康都有好处。在怠惰的身体和活跃的身体中,大脑的外观和功能都是不同的。

锻炼刺激了新脑细胞的产生,这个过程被称为神经发生。最初记载身体活跃度和大脑之间联系的研究是通过老鼠完成的。

在「充满刺激的环境」中养大的老鼠——它们有玩具、运动轮以及很多社交机会——与在标准实验室笼子中长大的兄弟姐妹相比长出了更多的新脑细胞。

科学家并不十分确定老鼠的哪些环境条件促成了新细胞的生长,所以 20 世纪 90 年代,圣地亚哥加州大学索尔克研究所的研究者开始着手研究这个课题。为了找到神经发生的原因,他们系统地检查了老鼠环境中的不同成分。

这个实验遵循了一个简单的实验想法,而最终的实验结果也决定性地证明了锻炼对于脑功能的影响。

科学家给所有小老鼠都注入了一种化学物质,这种物质可以追踪脑细胞的分裂和新细胞的生成。然后他们让一些老鼠进入「锻炼设施」——一个供它们随时使用的转轮。

另一组老鼠则没有机会锻炼,它们的生活方式很慵懒。几周之后,为了弄明白两组老鼠的脑细胞是否不同、如何不同,科学家牺牲了这些啮齿动物。

他们发现了令人震惊的区别:那些运动的老鼠有更多的新脑细胞,数量大概为不活动的同伴的两倍左右。

为了确定剧烈运动就是改变老鼠脑细胞的原因。索尔克的研究者在研究中加入了另一组老鼠。这组新老鼠学习了如何走迷宫。它们有很多运用脑力的机会,却没有像转轮子的同伴那样进行很多体育运动。

令人吃惊的是,在认知方面做出的努力并没有让它们获得像跑步的老鼠那样多的新脑细胞增殖。

这说明了什么?虽然我们在一天工作之后经常会感觉很疲惫,就像是跑了马拉松一样,但其实这可和跑步不一样——至少对于我们的大脑来说。

剧烈运动对于新脑细胞的生长至关重要。运动的老鼠在大脑深处的海马型区域(海马体)中表现出了最多的新细胞增长。当老鼠和人需要把学习到的东西变成长期记忆时,海马体就是最主要的脑中心之一。

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02 锻炼帮助我们获得认知资源

虽然我们对健康和年轻人脑功能之间的联系了解得还没有那么多,但是在青春期之后,体育活动也是通往健康大脑的钥匙。

我们的认知功能在 18、19 岁到三十几岁之间达到顶峰。当然,即使在心智能力最强的时候,我们的表现也未必是最好的。

我们都有过这样的经历,一场重要考试、演讲或工作面试所带来的压力会降低我们的脑力,而恰恰在这样的时候我们需要拿出最好的表现。锻炼可以帮助我们获得所有的认知资源。

一次次的短暂锻炼具体来说会加强脑区网络的功能,脑区包括前额皮质、顶叶皮质以及海马体(支持思考、推理以及工作记忆的大脑区域)。

你可以把工作记忆看成某种精神便笺本,它让你可以利用意识中的任意信息。工作记忆会让你专注于和当下任务相关的信息,并且过滤掉无关信息。工作记忆是 IQ 的重要组成部分之一。

关于工作记忆有一条重要的细节:工作记忆是有限的。我们负责这部分功能的大脑可用资源只有那么多。当处于各种充满压力的情况时——考试、游说客户,或者面试工作——我们拥有的资源就更少了。

压力会让我们的工作记忆流失,但是锻炼却会让支持工作记忆的脑区发动起来,所以锻炼会提高思考能力、改善情绪,以及缓解压力。

这种来自锻炼的帮助对于那些一开始工作记忆就比较少的人尤其明显。有些人天生就能比其他人驾驭更多的脑力和工作记忆。想要让工作记忆不多的人拿出更好表现的方法之一,就是进行短时间的锻炼。

当本·西布利(Ben Sibley)和我几年前还在俄亥俄大学位于迈阿密的学院时,我们俩就发现了锻炼对于那些工作记忆比较少的人的好处。

本发现了短时间运动会对人的注意力造成即时而正面的影响。因为专注于某些信息而排除无关信息的能力对于工作记忆来说至关重要,我们猜测锻炼带来的好处可能对于那些专注能力一开始就比较差的人来说会更加显著。

通过实验我们发现,那些一开始拥有更少工作记忆的人,在短暂但适中的运动中受益最多。这个发现很令人兴奋,因为成年人的工作记忆不仅各不相同,而且还会随着生命阶段的不同发生改变。

小孩拥有的工作记忆更少,因为前额皮质(支持我们集中注意力的能力)这样的脑区仍然在发育。

工作记忆在老年人中也有减少的倾向。这意味着面向更小或更老的人的锻炼计划会特别有益,这样的锻炼计划会激发正在发育或正在衰退的工作记忆。

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运动起来、出出汗甚至还能帮助你更好地沟通。

在 MIT 的斯隆管理学院最近进行的一项研究中,研究者发现人们在跑步机上快速行走、心率加快后,他们能在买二手车时讲到更好的价格,或者在新工作中赢得更好的薪酬待遇。

但是这里也有个条件。只有在人们进入谈判之前就已经对自己的说服力感到自信时,锻炼才能起到促进作用。当然,在利用锻炼来促进思考、推理和谈判能力的过程中,适度是最关键的。

一些体育运动会提高工作记忆——特别是对于那些一开始能力就比较欠缺的人来说,而且可能会让你具备达成有利交易的更强能力,但是在思维挑战前做一个小时以上的激烈体育运动却未必会让人有所收获。

长期健身同时也和提高年轻人的思考和推理能力有关。

最近的一项研究跟踪了超过一百万个瑞士军队中的 18 岁男子,更好的身体素质通常不仅代表了更高的智商,也代表了更多工作上的成就。军人越强健,智商就越高,同时与他的同伴相比,他的职业生涯更有可能获得成功。

健康的身体和更好的额叶与顶叶脑区功能相关,这些功能支持我们的工作记忆以及专注力,所以我们很容易就能看出身体健康对于精神健康的重要意义。身体健康让你可以在需要时利用更多的脑力。

身体强健的作用不仅仅是给你更多的大脑计算能力。锻炼同样可以提高创造性智慧。

锻炼会帮助大脑从新的角度看待事物。工作上的成功并不总是意味着埋头苦干和处理大量的数据、文件以及问题。有时候工作的重点应该是知道何时退后一步,或者从不同角度观察问题、发现一个未经发现的市场,或者用一种独特的方式提升一种老工具。

短时间的有氧运动可以帮助一种名为多巴胺的生理递质在脑中传播。多巴胺在脑功能的很多方面都有重要作用,比如对动作的控制、灵敏度、满足感以及专注力。

随着年龄的增长,多巴胺通常会缓慢降低,但是对于锻炼的动物来说,这种下降会显著减缓,哪怕动物是在晚年才开始锻炼也是如此。多巴胺对于创造力和多角度思考能力来说也很重要。锻炼计划会延缓多巴胺的自然下降。

另外还有一个让人穿起运动鞋、在午饭时间出门走走或跑步的理由:

强健的身体会让我们对于周遭世界的看法更加积极。和身体健康的人相比,那些身体状况不佳的人看到山时会觉得更加陡峭。

比起同年龄的健康人群,遭受慢性疼痛的人在走路时感觉他们看到的物体更加遥远。灵活度降低的老年人在判断走廊的长度时总是比那些强健的大学生估算得要长。

如果不健康会让人把距离拉长,让山更陡峭,那么这种判断可能会让你更加不愿意运动。一个恶性循环诞生了,不健康的身体会影响头脑,让你更难动起来。■

文章摘编自:西恩·贝洛克(Sian Beilock)《具身认知:身体如何影响思维和行为》,机械工业出版社出版,本文有删减。