运动与脑健康

苏国辉

为什么运动这么重要

当前，经济快速发展，生活节奏加快，社会竞争加剧，医疗水平提升了，人的寿命提高了，而人也出现了精神疾病、慢性病、亚健康疾病、老年病。习近平总书记指出，我国已经进入老龄社会，让老年人老有所养、生活幸福、健康长寿是我们的共同愿望。健康长寿，一个重要的战略就是从治疗医学到预防医学转移，因此运动尤为重要。

渔猎时代，人们必须四处寻找食物才能维持生存，所以不需要专门的运动。但现代生活中，东西去超市买，回家就坐在沙发上看电视，工作就坐在办公室看电脑……我们的运动越来越少，养成了越来越不爱动的生活习惯。运动量不够是现在很多慢性病的原因，比如心血管病、代谢病、糖尿病等，大脑也容易退化萎缩。

运动对健康有很多好处，许多研究都证明，运动对心理健康十分重要。一篇发表在2017年Lancet杂志的文章比较了2016年跟1990年的神经疾病的健康负担，调查結果显示，不管哪个年龄段，精神疾病健康负担正日益加重。The Lancet Psychiatry 期刊2018年有一篇重要的文章，一个研究小组调查了120万美国人，发现做运动的人精神病方面的负担降低很多，可见，运动对降低人的疾病是非常有效的。

为什么运动会对身体产生如此好的效果呢？2013年，Iuza-luces 等人发表的文章阐明了这一问题。运动的时候会动肌肉，肌肉不单单是运动器官，也是非常重要的内分泌器官，能够分泌出100多种东西，对我们身体的健康有益。运动分泌的抑制神经营养因子对脑健康非常重要。运动还可以防治慢性病，很多慢性病都跟炎症有关，运动可以分泌出抗炎症因子。另外运动也分泌出很多荷尔蒙。这些东西我们把它叫作运动因子。运动因子除了能够从肌肉分泌出来以外，还从身体的其他地方分泌出来。比如脂肪细胞，能够分泌脂联素。这些运动因子与我们的健康密切相关。

人的运动与学习的关系

运动可以提高注意力，控制情绪，增加学习能力、抗压能力。运动还能改变大脑。一个小孩子当他运动二十分钟以后，大脑血液的流动就很明显，脑神经的活化范围也不断增加。

美国有一个非常有名的实验，他们让学生上课之前运动一个小时，然后让他学习一些令他头疼的科目。结果发现，做完运动之后学习，克服困难的程度有明显提高，成绩提升也很明显。原因就在于在动物研究中发现运动以后，脑里面会增加许多神经细胞。神经细胞互相联系，上面有胞体、树突，运动以后神经细胞的分支就更多了，细胞干活就更灵活，学习效率也就提高了。另外，运动以后的学生在数学、英语的学习上，也比没有运动的学生的成绩要好。芝加哥的一所中学实施“零时体育计划”，学生做完这个计划以后，学习能力也大大提高。

大脑里一些区域，特别是海马区，每天都有新的神经元、神经细胞生出来，增生以后神经元会迁移，迁移后会分化，帮助我们适应一些新的能力，让我们学习、记忆一些新的环境。这就是“神经发生”。有什么能帮助我们神经发生的好的调节方案呢？运动在其中起到了非常重要的作用。

运动对应激对抗的效应

我们做了一个实验，首先我们给老鼠注射不同计量的皮质激素，使它们“患上”抑郁。然后让老鼠们做跑轮训练。在笼里面有个跑轮，每天可以自动跑。另外一批老鼠也是放个跑轮，但这个轮子不能动。老鼠在笼子里面没事干，你给他一个轮子它会很高兴。老鼠一天可以跑六公里。对照实验发现，轻度抑郁的老鼠经过跑轮训练，不仅减轻了抑郁程度，而且神经中枢有新的神经元生长，记忆能力也提高了。不过，在重度抑郁的老鼠身上，这样的现象没有发生，除非这些老鼠做抑郁模型之前让它们先运动两周。

科学家采用了一个习得性无助的办法——抑郁样的行为-强制性游泳测试。把老鼠放置在装有水的圆柱形水槽中，第一天放15分钟（诱导习得性无助）; 第二天放5分钟 （检测抑郁程度）。第一天把它放在水缸里面15分钟，第二天再放回去，看它行为的反应。如果它漂浮不动的时间越长，就代表它抑郁得越厉害。然后再让老鼠进行跑步运动，实验结果同样表明，运动对中轻度抑郁的老鼠，不仅可以减轻其抑郁程度，还促使了新的神经元生长，老鼠的记忆能力也提高了。两个星期的跑步还增加了那些海马神经发生有增强的老鼠的血浆脂联素的水平。脂肪细胞分泌脂联素跟抑郁是有关系的。我们做了一项研究，把老鼠里面的脂联素基因去掉，如果它真是跟运动有关的话，运动以后，这个运动的效果就应该没有了。果然如此。我们发现，运动防治抑郁与脂联素有关，原因是脂肪细胞会分泌出脂联素，脂联素可以增强大脑内海马区的神经形成，神经发生就会增多，老鼠抗抑郁的能力就会增强。

类似的结果在人身上也可以看到。我们调查了150个病人，主要对象是长期疲劳的病人。实验结果表明，做完运动后病人的抑郁症状有明显改善，焦虑的分数也降低了，人体的血液里中的脂联素水平也有所提高。

神经细胞有髓鞘，还有树突棘。髓鞘跟神经细胞的运动速度有关，运动以后会促进髓鞘的增多。树突棘的改变也跟运动有关。树突棘的概念可以这么理解：一个神经元要跟另外一个神经元对话，它对话的地方就是在树突棘上面。运动可以改善小鼠皮层的树突棘可塑性，在不同时间检查小鼠的运动皮层，同一个地方，同一个树突可以看到它的改变。有一个很重要的发现，运动以后髓鞘增强、增多，也代表运输的速度增强。这跟学习有什么关系呢？我们用了一个学习的模型，让小鼠运动以后放在一个滚轮的仪器上，滚轮一直在动，小鼠要学习怎么适应滚轮的速度。运动过的小鼠学得很快，没有运动过的小鼠的学习时间比较长。这个跟神经细胞里面的蛋白有关。总的来说，这个研究说明运动对mTORC1通路是很重要的，运动可以改善树突棘可塑性和神经元活性、改善轴突髓鞘化，最重要的是，运动激活了神经网络可塑性，有助于改善学习记忆功能。所以，运动与儿童的成长、学习，有非常密切的关系;运动课在小学中学里应该办得更好。