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腦科學:運動是對大腦最好的投資,改善記憶力、專註力、創造力

2024-02-07科學

如果你跟我一樣,每天久坐8個小時以上,微信步數不足1000,那你不必擔心自己的腰和腿,因為更大的受害者是大腦。反過來,如果你每天都有一定的運動量,最大的受益者也不是肌肉和身材,同樣也是你的大腦。

今天咱們從腦科學角度,聊聊每天活動一下,大腦會發生哪些神奇的變化。相信我,堅持看完你會有想要走兩步的沖動。

提高記憶力——阻止海馬體萎縮

你有沒有感覺自己的記憶力一直在下降?這是因為25歲之後大腦就會持續萎縮,目的是剔除掉一些用不到的腦細胞。雖然大腦也會持續產生新細胞,但過了25歲這個分水嶺,腦細胞的死亡速度就超過了新生速度,於是大腦的體積每年都會縮小0.5%-1%。

我們學任何知識,大腦都會把資訊臨時儲存在海馬體,這個過程叫做短期記憶。不幸的是,海馬體的體積也會隨著大腦同步萎縮,這也是記憶力下降的直接原因。

【大腦健身房】提到一個實驗,受試者被分成兩組,一組進行耐力訓練,另外一組只是簡單的伸展,不會引起心率變化,所以相當於沒有訓練。一年後掃描他們的大腦發現,伸展組的海馬體體積縮小了1.4%,這很正常,因為它確實每年都在萎縮,但耐力組的海馬體不僅沒有縮小,反而增大了2%。

研究者也覺得神奇,繼續觀察受試者的大腦,他們發現運動能提高腦源性神經營養因子BDNF的濃度,而BDNF增加得越多,海馬體體積就增長得越大。BDNF相當於腦細胞的護衛隊,當腦細胞接收到BDNF時,能避免被其他物質損害,耐力組的海馬體沒有萎縮就是這個原因。另外,BDNF還能增強神經元之間的連結,這是形成長期記憶必不可少的一步。所以在BDNF疊BUFF一樣的作用下,我們的記憶力不僅不會衰退,還能得到一些提升。

即便你沒有耐心堅持慢跑或者騎單車也沒關系,因為只要運動大腦就會立即釋放BDNF,它的作用能持續24小時以上,在這期間剛好有個短期記憶轉變為長期記憶的鞏固過程,所以運動完再學習,效果立馬就遙遙領先。如果你覺得這樣還不夠,邊學邊動能讓記憶力更進一步,比如一邊散步一邊記單詞,因為運動時流向大腦的血液增加,在血液中氧氣和營養的補給下,大腦的各項認知功都能得到提升,記憶力自然也水漲船高。

強化專註力——穩定獎勵系統

(>><>>)這是5個箭頭,你需要判斷中間箭頭的指向方向,聽上去很簡單,但如果每個只出現兩秒鐘,你能保證全部正確嗎。這是個選擇性註意力測試,研究者用這個方法來驗證運動對註意力的提升效果。受試者被分成兩組,先進行了一次測試。然後一組每周在跑步機上走三次,每次45分鐘,另外一組則沒有訓練。六個月後再次測試,結果顯示步行組表現出了更好的選擇性註意力。

要搞清楚這個問題,我們就得知道註意力不足是什麽原因引起的。比如你正在工作,一會點開手機彈出的訊息,一會又糾結中午吃什麽,這是因為工作沒法給你帶來足夠的興趣,所以大腦嘗試尋找周圍更能產生刺激的事物。

現在人們的認知資源被碎片化資訊搶奪得七零八碎,註意力也就顯得格外稀缺了。而醫生給那些有註意缺陷的患者開的藥物,其實是維持大腦獎賞回路中多巴胺的濃度。多巴胺咱們聊的最多的就是成癮,而這恰好是我們做某件事的欲望大小和專註程度。大腦的獎賞回路因人而異,有些人的多巴胺受體比較少,這也就決定了只有更強的刺激才能啟動他們的獎賞回路,多巴胺濃度不夠就導致了能讓正常人產生興趣和保持專註的事情,在他們看來索然無味,也就更容易被其他事情幹擾。

當然,並不是說必須透過藥物才能提高多巴胺的濃度,當你跑步5分鐘,大腦內的多巴胺濃度就開始上升,適當增加運動強度,提升比例還會更大。結束後,多巴胺也並不會迅速消失,它能維持好幾個小時,所以起床後散步或慢跑半個小時,你會在白天的工作和學習中收獲更好的專註力。

另外,久坐會導致流向大腦的血液減少,少了氧氣和營養的供給,它就變得思維遲緩和註意力渙散,坐的時間越長大腦的效率就越低。好在起身活動8分鐘,就能加速血液流動,讓大腦重回高效的狀態。

擺脫壓力感——強化應激系統

試想你正在打遊戲,突然想起明天要考試,但自己一點都沒復習。這個時候你開始緊張了,這種短暫的壓力感讓你的腎上腺素飆升,你馬上就有了抱抱佛腳的沖動。

所以短暫的壓力情緒是正常且有益的,問題是現在人們面臨的壓力大多是長期的,拿不出手的成績單、可忽略不計的收入、每月固定劃走的房貸,這些壓力不會給我們喘息的機會,就好比你每天都發現第二天要考試,每天都得臨時抱佛腳。

當出現壓力狀況,大腦的應激系統開始行動,首先是杏仁核,它把威脅訊號傳遞給一條叫做HPA軸的結構,HPA軸的最後接受部門是腎上腺,收到上遊指令後,它開始釋放皮質醇。身體和大腦就變得高度警覺,心跳加速、呼吸急促,我們會在這短短一秒鐘內決定」跟他拼「還是」趕緊溜「。好在大腦中還有兩個剎車,額葉和海馬體,它們在分析後會告訴大腦不用過度緊張,讓應激系統保持動態平衡。

短期的壓力調節機制看上去完美,但長期如此就麻煩了。杏仁核會把持續性壓力辨識為威脅,HPA軸就一直在工作,高濃度的皮質醇增加了杏仁核的敏感度,所以你會陷入一旦焦慮就越焦慮的惡性迴圈中。

而且,皮質醇有個名字叫」死亡激素「,因為它的濃度長期過高會殺死額葉和海馬體的新生細胞,造成這兩個區域的損傷,也就影響了我們的認知功能,記憶力衰退、註意力渙散、思考力下降,這跟短期的壓力狀態完全是相反的。

不過,腦科學研究給了我們最簡單有效的改善方法。只要散步或慢跑20分鐘,就能給應激系統塗上潤滑劑,焦慮感不僅會在運動後降低,而且能在之後的24小時保持較低水平。如果長期堅持,運動還能強化額葉與杏仁核之間的聯系,提高對杏仁核的控制。

另外,運動時也會心跳加速、呼吸急促,這跟壓力狀態下幾乎一樣,相當於每次運動都是應激系統的一次演練。大腦學會之後,就會覺得出現這種生理變化並不一定都是壞訊息,所以在下次真正遇到壓力時,就不會再釋放過度強烈的訊號,我們的焦慮情緒也就慢慢改善了。

激發創造力——提高丘腦效能

日本作家村上春樹寫作時有個習慣,早上4點起床一直工作到10點,午飯後跑個10公裏,然後再去遊泳,每天都保持這種規律直到寫完一本書,他覺得能在運動中獲得體力和創造力。

那運動能否真正提升創造力呢,腦科學同樣給了我們答案。史丹福大學的研究者把176名受試者分成兩組,讓他們做一些考驗創造性思維的活動。區別在於其中一組是在散步後進行的,而另外一組則是休息後進行的。結果顯示,散步組在發散性思維和產生新想法的表現上更加出色。

要搞清楚運動對創造力的影響,我們得先了解創造力的來源。大腦有個部位叫丘腦,它負責把大腦接收到的海量資訊進行分流,相當於是一位助理,哪些資訊比較重要就傳送到大腦皮層這個老板那,而無關緊要的資訊就擋下來,放到潛意識忽略掉,這種機制是為了避免大腦皮層出現資訊過載的情況。

我們的創造力水平就跟丘腦允許透過的資訊量有關,大量的資訊會激發我們跳出固定的思維模式,產生豐富的聯想和創意,從不同角度看待事物的機會也會增加。而要讓丘腦放行更多的資訊量,需要一個通行證,沒錯還是多巴胺。研究發現丘腦內多巴胺的濃度增加,丘腦向大腦皮層傳送的資訊也會增加,這剛好是創造性思維的關鍵。

但多巴胺的濃度並不是越高越好,當大腦皮層持續接收大量資訊時,就會造成資訊過載,而這種現象一般出現在精神分裂癥的患者中。他們的大腦同時接收到太多強烈的刺激,就會產生一般人難以理解的幻想和一般人也跟不上節奏的思維。所以人們常說天才與瘋子只有一線之隔,像梵高、尼采這些極具創造力的大師,都在不同時期罹患精神疾病。

所以我們還是適當增加多巴胺的濃度,適當提高丘腦的資訊傳送量即可。跑步30分鐘,你就能感受到運動對創造力的提升效果,而且能持續兩個小時以上。大家應該有過這種經歷,遇到一個問題百思不得其解,出去活動一會再回來,突然就豁然開朗了,或許就是這個原因。

另外,前面咱們也提到,運動增加了流向大腦的血液,大腦的各項認知功能都能得到提升,當然也包括創造力。不過要註意,適當的有氧就行了,如果強度過高,更多的血液會流向肌肉,也就顧不上大腦了。

雖然現在的人們大部份時間不是坐著就是躺著,但不可否認的一點是,人類的大腦是為運動而生的。幾十萬年前的智人只有不停地走、不停地跑才能找到獵物、躲避天敵,才能更好地生存繁衍,所以大腦的首要任務就是支持這項能力和行為。

只是到了現代社會,生活方式的改變讓我們忽略了其中的益處。不過,現在我們知道了,不妨先放下手機活動活動,只要願意堅持,健康的身體和靈活的大腦會給你答案。