有氧运动对甲基苯丙胺戒断者康复效益的促进作用及其机制研究进展

王姁如 陈一凡 周成林

1 上海体育大学（上海 200438）

2 南京体育学院（南京 210014）

非法药物的滥用和成瘾已成为一个亟待解决的医学和社会问题。当前，全球毒品产量居高不下，毒品滥用人数持续上升。根据联合国发布的《2022 年世界毒品报告》[1]，全球毒品滥用群体呈年轻化趋势且成瘾者的毒品使用程度较为严重；而在中国，甲基苯丙胺（methamphetamine，METH），俗称冰毒，已取代传统的海洛因成为我国滥用人数最多的“头号毒品”。中国禁毒斗争面临的外部环境更加复杂，国内毒情形势也出现了新变化。虽然近些年来我国对海洛因、冰毒等毒品犯罪的打击力度不断加强，但非法药物的滥用仍然对公共卫生和安全等方面有着广泛影响。

如何有效减少或消除对药物的心理依赖，从而降低复吸率，是我国戒毒工作亟待解决的难题。近些年来，有氧运动干预、认知行为训练、正念训练等新型毒瘾戒治方法开始在强制隔离戒毒所推广。认知行为训练和正念训练等主要基于改变和重构药物成瘾戒断者对于毒品及成瘾行为的认知，避免复吸行为的发生。不同于以上认知治疗方法，有氧运动具有操作简单、适用广泛、增进身心健康等优点，适用于因长期吸毒而导致身体健康水平严重损害的强制戒毒人员，有氧运动在成瘾治疗领域的干预效果逐渐得到了国内外研究者的关注。大量研究揭示有氧运动可以成为成瘾治疗的有效辅助手段[2，3]，能够有效降低药物成瘾戒断者的药物渴求[4，5]，提高其生活质量[6]，最终有效缓解其在身体功能（认知、运动）、活动和参与方面的障碍等[7]。

目前，已有一些实证研究验证了有氧运动对药物成瘾戒断者的康复效益，并就其机制进行了一定探索，但多数研究局限于关注干预组部分指标（如某个单一的心理功能）的变化情况，缺少从生理、心理、神经功能等多水平角度对戒断者大脑认知功能和生理变化的整体考察。进一步分析还发现，目前的研究对有氧运动康复效益的解释多基于对研究结果的综合论述，尚缺乏基于理论层面的机制阐释。基于此，本文进一步结合实践研究，整合和探讨有氧运动对药物成瘾戒断者康复效益的理论机制，为今后制定和完善运动干预戒毒的方案提供新的视角和依据。

1 有氧运动促进药物成瘾康复的潜在机制

药物成瘾是指通过反复服用某种精神类药物后，中枢神经系统发生了某些生理、生化方面的变化，最终对此类药物产生了依赖性。在这一过程中，成瘾药物会促使位于大脑腹侧被盖区的多巴胺神经元释放增强，并通过神经纤维传递到伏隔核、前额叶皮层、杏仁核、海马等脑区，导致这些区域也出现多巴胺神经元释放增加的情况，从而产生欣快感，并对非法药物形成精神依赖[8]。此外，这些药物会进一步诱发上述脑区中的细胞和突触发生变化[9]。因此，这一源自腹侧被盖区的传输通路中多巴胺的过度释放是药物致使成瘾的重要原因。

有氧运动作为一项身心活动，主要通过中枢神经系统调节神经元活动来支配身体活动，这一机制同样也涉及神经递质的传递，包括5-羟色胺、去甲肾上腺素和多巴胺等。其中，多巴胺的释放水平与运动表现直接相关：有氧运动可以通过提升多巴胺的活性，进而增强中枢神经系统的兴奋性，调节机体运动能力[10]。此外，有氧运动能够增加神经营养因子的释放，提升受到药物影响脑区，如前额叶的神经与突触可塑性[11]。由此可见，有氧运动和成瘾药物对于机体具有类似的作用机理，有氧运动具备为成瘾者提供一种非药物的康复途径的潜力。那么，有氧运动能否替代成瘾药物，从而帮助减轻、阻断机体对于药物的病态依赖呢？

METH 滥用人群的神经影像学研究，揭示了类似于动物模型的单胺能系统的长期但潜在可逆的损伤，以及大脑皮质在功能和结构上的广泛异常；这些损伤和异常在停止使用METH后有可能得到一定程度的恢复[12-14]。有研究者初步总结了运动干预药物成瘾的理论模型（图1），认为运动可以通过调节中脑边缘奖赏系统的神经可塑性，激活认知网络中的神经元活动，从而增强认知功能和拮抗成瘾行为[15]。实证研究中，针对啮齿类动物和人类的有氧运动干预的实验结果显示，有氧运动对促进METH 成瘾康复具有积极影响[3，16]，揭示有氧运动能作为一种非药物方法，有效地替代成瘾药物在大脑中的角色，从而减少药物依赖对机体的伤害。对啮齿类动物展开的研究可以采用侵入式的实验操作，较直接地揭示有氧运动促进药物戒断的生物学基础。以成瘾人群为被试的研究提供了更多心理层面的证据，包括对药物渴求的主观体验和心理状态的变化等。接下来，本文将对生物学证据和对成瘾人类开展的运动干预研究中取得的证据进行综述。

图1 运动干预药物成瘾模型[15]

2 有氧运动促进甲基苯丙胺成瘾康复的生物学证据

近期研究采用实验鼠作为研究对象，通过直接注射或让动物自我给予METH 的方式，探索了跑轮和游泳等有氧运动对缓解药物成瘾的生物学效应。在对小鼠进行较大剂量METH（10 mg/kg）注射前和注射后进行为期3 周的长期有氧运动均能够阻碍运动后对METH条件性兴奋的发展[17]。此外，急性有氧运动也能够即刻减少无运动经验的实验鼠对METH的静脉自主给药[18]。

有氧运动主要通过调节大脑奖赏系统来促进甲基苯丙胺成瘾的康复。该系统包括眶额皮层、伏隔核和腹侧被盖区等关键区域，负责处理奖赏信息[19]。药物成瘾导致奖赏系统过度反应，即对药物刺激强烈地条件性兴奋[20]。研究表明，有氧运动通过积极调节如伏隔核等脑区，有效缓解该过度活动现象。研究者向小鼠大脑注射细胞增殖标记物5-溴脱氧尿苷（5-bromo-2’-deoxyuridine，BrdU），揭示跑轮运动能有效防护大脑免受METH对前脑神经元的损伤；具体而言，此类运动不仅抑制了METH 引起的伏隔核的细胞凋亡，还阻止了该区域神经型一氧化氮合酶表达神经元数量的增加[21]。此外，6周跑步机运动能够降低大鼠伏隔核和嗅结节中多巴胺D1类受体的结合水平，增加了大鼠伏隔核中多巴胺D2类受体的结合水平[16]。D1和D2两种亚型的受体对细胞内信号传导有相反的影响，前者具有兴奋作用，而后者具有抑制作用[22]。激活表达D1 的中等棘突神经元激活会增强实验鼠对药物的条件性位置偏好[23]，而纹状体中多巴胺D2 类受体的增高能够缓解啮齿类动物对药物的摄取[24]。

METH 在大脑中引起的神经毒性，能够通过有氧运动得以针对性地缓解。研究通过METH 给药，造成大鼠纹状体多巴胺末梢和额顶叶皮层5-羟色胺末梢损伤，这些损伤通过3 周有氧运动得到明显改善。这一效益具备区域特异性，主要体现在运动对神经损伤的改善效果特定发生于受METH 损伤的区域，而非全面提升单胺能标记物水平[14]。此外，METH会通过降低大脑微血管中紧密连接蛋白（tight junction，TJ）的表达，进而使实验鼠的血脑屏障渗透性升高，白细胞介素-1β（interleukin-1 beta，IL-1β）等细胞因子通过受损的屏障渗透到海马中[25]。屏障受损会与异常地神经分化密切相关，脑血管的神经退行性疾病的风险也随之升高[26]。而自愿跑轮运动则能够对这一情况进行缓解，能够提升TJ 蛋白的表达水平，修护血脑屏障的完整性，METH 暴露引起的IL-1β水平的升高也通过有氧跑轮运动得到显著降低，以此减轻METH 所诱发的神经毒性[25]。

METH 对脑可塑性的损害，能够通过有氧运动得以一定程度的恢复。实验鼠在长期摄入METH 后，内侧前额叶（medial prefrontal cortex，mPFC）区域胶质细胞再生降低、细胞死亡率升高，这可能是导致强迫性觅药行为的关键[27，28]。有氧运动则能增强成瘾鼠mPFC中胶质细胞的神经发生，这类细胞是构成白质微结构的关键，有望通过促进胶质细胞的增殖和生长，改善mPFC 的可塑性和功能[28]。此外，有氧运动干预能够促进脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）等神经保护蛋白的表达，抵抗METH引起的神经系统损伤，包括减轻氧化应激和炎症反应（如降低IL-1β、肿瘤坏死因子α的水平），从而保护实验鼠认知功能（Morris水迷宫）表现免受METH损害[29]。

综上，有氧运动展现出了通过多种机制对抗METH成瘾的潜力，包括改善大脑奖赏系统的功能，缓解神经毒性，修复血脑屏障，并促进神经保护蛋白的表达，以此改善成瘾个体对METH 的条件性兴奋，对METH成瘾起到康复治疗作用。

3 有氧运动干预对甲基苯丙胺戒断者的康复效益

以人类METH 戒断者为被试的研究，不仅能够提供从生理和心理两个层面上理解有氧运动康复效益的全面视角，还能为未来的康复实践和运动处方的制定提供实证支持。有效的有氧运动干预和指导，是促进个体身心合一的最佳载体，也是提高药物戒断康复率，降低复吸率的优质途径。研究者发现，有氧运动能够缓解戒断者对METH 的渴求，并恢复对自然奖赏的敏感性，修复受损的执行功能，改善情绪体验。

随着2018 年“以运动戒毒为引领，构建中国的戒毒体系”的核心目标确立，如何从大脑血氧活动、电生理特征等角度综合探索有氧运动促进药物成瘾者戒断的康复机制，成为了指导运动戒毒发展的必要理论依据。同时，根据机制指标的变化范围，建立有氧运动康复效益的评价标准，对康复效果进行量化评分，也是合理评估运动戒毒效果、推动运动戒毒广泛应用于实践的必经之路。

3.1 运动修复奖赏功能

3.1.1 缓解药物渴求

药物渴求是评定成瘾人群现阶段戒断情况最直接的指标，能够有效评估其即刻药物依赖的程度。传统的研究多采用视觉模拟评定量表或药物渴求量表等测量戒断者的渴求水平，存在主观性强、实时性差等问题。而利用药物线索暴露（线索为吸食药品、工具等实物）并结合可以实时反馈的脑电图（electroencephalogram，EEG）和近红外光谱成像技术（functional Near Infrared Spectroscopy，fNIRS），能够有效地从生理变化的角度，客观反映戒断者当下的药物渴求程度。研究发现12 周的有氧运动干预可以通过增加大脑额区alpha 波的能量值，降低METH 戒断者暴露于毒品相关线索条件下时的大脑唤醒水平，减少其对毒品相关线索的注意，提升其在药物渴求状态下的自我调控功能[30]；此外，戒断者大脑额叶与颞叶区域的alpha波阻断率也有所增加[31]。额区alpha波活动与大脑认知功能密切相关，而脑电alpha波阻断率则与皮层唤醒和注意力的程度有关[32]。上述结果也表明有氧运动通过干预大脑的电生理加工机制，有效加强了戒断者的注意力与意志力，使其在面对药物相关线索时会试图调节渴望，控制渴求毒品的冲动，对药物相关环境线索进行认知重评。

3.1.2 恢复自然奖赏敏感性

长期药物依赖会促使戒断者对药物的奖赏效应增大，相应地，对非药物奖赏即自然奖赏的奖赏效应则会减弱，最终导致强迫性、不计后果的用药动机和渴求。自然奖赏一般分为初级奖赏（如食物）和次级奖赏（如金钱）。

其中，食物奖赏与药物奖赏在神经解剖学基础和强化回路上有很大的相似之处，例如适口性食物和药物都是通过激活奖赏系统和多巴胺信号通路以调节动物的行为。有大量证据表明，运动可能通过与药物的自我摄入行为进行竞争，继而减少药物的摄取量[33]。那么，运动能否通过增强对食物线索的奖赏效应，从而拮抗成瘾行为，并减少强迫性用药呢？研究发现35 分钟的功率自行车运动可以显著降低戒断者暴露于药物线索后产生的主观渴求，并增加了对高脂食物的内隐渴求与相对偏好[34]。此外，进行35 分钟中等强度有氧运动后，观看高卡路里食物图片时，左侧眶额皮质激活增加，主观饥饿感更高[35]。这表明有氧运动可以作为一种有效的治疗手段，用以平衡戒断者对药物和非药物奖赏之间的选择偏向，重建食物奖赏通路，恢复对自然奖赏的敏感性。进一步长期干预后的发现也较为一致，研究者结合fNIRS发现，长期（10周）的功率自行车运动显著增强了METH 戒断者对高脂食物图片的反应，右侧背外侧前额叶的激活水平升高，反映出戒断者对食物线索的奖赏效应有所增强，从而有利于恢复其对食物等自然奖赏物的敏感性[36]。

在次级奖赏方面，研究主要集中于运动干预对戒断者金钱奖赏与决策的影响。长期药物依赖会导致在面对金钱等奖励时忽略长期利益，偏向于选择即刻可获得的奖励，即出现时间贴现障碍[37]。时间贴现合理解释了为何毒品成瘾者在了解吸食毒品带来的长期危害后，依旧无法抑制当下自身的渴望，在身心受损后依旧反复选择吸食毒品。结合事件相关电位（event-related potential，ERP）对有氧运动干预影响METH 戒断者金钱决策的作用进行分析后，发现中等强度的长期有氧运动能够显著增加戒断者脑电的P2 和N2 成分波幅[38]。P2 成分主要代表对奖励方式和延迟时间的初始评估，而N2 成分反映了对不同奖励方式的选择过程。这也表明有氧运动改变了METH戒断者对不同奖励方式信息的处理能力，有效减轻了戒断者在冲动性决策过程中即刻收益和远期目标的冲突，降低了冲动性选择的概率。此外，利用爱荷华赌博任务结合fNIRS也得到了相似的结果：12周的长期有氧运动可以通过增强戒断者背外侧前额叶神经活动的强度以有效地改善其金钱决策风格，具体表现为降低风险追求偏好、减少冲动行为和增加对长期奖赏的选择[39]。上述结果证明有氧运动能够通过提高戒断者对自然奖赏的敏感性，以有效调整其因成瘾而失衡的奖赏选择，降低冲动性行为发生的概率。

3.2 运动提高执行功能

药物成瘾戒断者由于长期使用药物致使大脑神经环路失效，普遍都伴随着执行功能受损。执行功能是个体对复杂认知活动的自我调节，以明确目标为导向的活动过程，它包括记忆、抑制等方面。执行功能是人们成功地完成活动最重要的心理条件，并对戒断者的药物渴求程度有着显著的调节作用[40]，也对戒断者回归正常生活十分必要。

针对执行功能康复水平的研究主要集中于抑制控制和工作记忆。通过对戒断者进行12 周的功率自行车运动干预发现，中、高强度的运动干预均能够显著改善干预前男性METH戒断者对毒品相关线索的选择偏好；利用ERP分析显示，戒断者脑电的N2和P3成分波幅明显下降，说明干预后戒断者过度关注毒品线索与认知控制的冲突降低，继而降低了对毒品相关线索的注意选择[38]。此外，长期有氧运动后METH戒断者在完成工作记忆任务时的行为表现显著增强，并伴随着脑电N1和P2成分波幅下降[40]。N1成分与刺激的早期处理有关，可以反映出对注意资源的分配[41]，而P2成分反映了信息处理的早期阶段，在工作记忆的加工过程中负责对信息进行初始加工[42]，同时也是工作记忆任务顺利完成的关键步骤之一[43]。这些结果表明，有氧运动能够有效地提高戒断者的电生理活动效率，表现为投入较少的认知资源却获得更好的工作记忆绩效。而在女性METH 戒断人群中，也发现了功率自行车运动和康复操训练对戒断者注意偏向[44]和冲突抑制功能[45]的积极影响。这些证据表明，有氧运动对于药物成瘾戒断人群执行功能的改善作用十分广泛，并且不限于一种运动干预方式，进一步提示今后的研究应基于不同运动方式特点，找出其促进身心发展的效应指标，从提高生理和心理机制的角度提出特定的运动干预方案。

3.3 运动改善情绪体验

除了认知过程，药物成瘾过程中的情绪体验也是影响成瘾康复的主要因素。药物直接作用于大脑时产生的欣快体验，可以作用于杏仁核等脑区形成成瘾记忆。其中，对药效体验的记忆是一种与情绪相关的成瘾记忆，也是导致复吸的主要原因。研究者认为，相较于其他成瘾记忆，对毒品本身的成瘾情绪记忆进行干预会更有效[46]。因此，研究者首先对METH戒断者的成瘾情绪记忆特征进行了探索，结合ERP 分析发现戒断者对毒品图片的情绪反应与对积极情绪图片的情绪反应一致，这一结果提示戒断者对毒品图片存在正性的情绪反应，即毒品刺激是一种正性的情绪刺激。那么运动带来的脑可塑性变化，能否对成瘾导致的可塑性变化起到刷新作用，促进成瘾情绪记忆的消退？进一步采取运动干预后发现，中等强度的急性有氧运动能够有效使戒断者产生正性的情绪体验，从而模拟吸毒带来的欣快感，对负性情绪的调节能力也有所增强[47]；长期坚持有氧运动后，戒断者能够对运动形成情绪记忆，其对运动相关刺激的记忆编码、记忆内容的再认与提取能力均有所增强，这些结果表明有氧运动能够从促进戒断者成瘾情绪记忆消退的角度，减少复吸行为的发生[48]。此外，3个月的有氧运动干预能够显著地减轻METH 戒断期间的抑郁和焦虑症状，这与运动后外周血浆中神经生长因子水平的提升相关[49，50]。

4 有氧运动干预促进甲基苯丙胺戒断者康复的评价方式

目前，国内已建立和推出科学化、标准化的运动戒毒评价行业标准《强制隔离戒毒人员运动戒毒康复评价指南》[51]和对应的测评软件[52]（具体评价标准见图2），适用于强制隔离戒毒所运动戒毒康复评价的应用管理。通过形成具体化的脱毒指标、对应的数值范围及评价和建议，为评定戒毒人员是否达到康复出所提供依据，为后续干预方案提供参考，完善现有戒毒工作内容。首先，对戒断者进行基本运动能力、心肺功能和用药史等信息的评估，随后结合体育学、心理学、认知神经科学和医学等多学科方法和技术，对戒断者的康复状态进行测量。依据前期的研究基础，确定了测评项目的六个维度，包括身体素质、心理状态、认知功能、奖赏功能、激素水平（选测）和脑电/血氧水平（选测）。其中，身体素质通过各项仪器进行测评，包括身高体重测试、躯干伸肌耐力测试和躯干屈肌耐力测试。心理状态、认知功能以及奖赏功能水平由测评软件统一测量[52]或可参照建议参数自行编辑程序并完成测试。激素水平通过血液成分分析测得，脑电/血氧水平则通过脑电设备以及近红外设备采集数据，后期经数据分析得出相应指标进行测评。评价方案分为四等十级，分别为优秀（100 分、95 分、90 分），良好（85 分、80 分、75分），合格（70 分、65 分、60 分）和不合格（50 分）。最终遵循FITT-VP 的基本原则[即包括运动频率（frequency，F）、强度（intensity，I）、方式（type，T）、时间（time，T）、总量（volume，V）、运动进度（progression，P）][53]，根据个体不同的评价等级生成具有针对性的运动处方，制定适宜的运动剂量。

图2 运动戒毒实施与评价标准示意图

总的来看，《强制隔离戒毒人员运动戒毒康复评价指南》提供了运动戒毒康复评价的基本原则、人员要求、场地与设备要求、评价项目、评价方法、评价得分计算和评价结果等方面的指导，通过量化评分，科学评估个体的康复效果和预测复吸可能，用以评价戒毒人员回归社会的状态和可能性，并且为政府机构实施干预提供培训方案上的指导。在制定运动干预方案和建立评价指标体系的同时，既丰富了运动戒毒的实践方法，也实现了有氧运动对药物成瘾戒断者康复效益的理论创新。

5 研究展望

综上所述，现有文献支持有氧运动是治疗药物成瘾的有效辅助手段。动物和人类的研究结果均表明，有氧运动能够通过调节神经递质的水平和神经营养因子的表达，修复大脑奖赏系统，缓解METH诱发的神经毒性，修复METH对脑可塑性的损害，进而缓解戒断者对METH的渴求，恢复其受损的认知功能，并调节戒断者的抑郁等不良情绪症状。标准化的运动戒毒评价体系的建立，也在一定程度上弥补了目前以戒断时间为标准的“一刀切”式的不足。未来，从跨学科交叉融合的角度出发，基于有氧运动干预成瘾治疗的生理学和认知神经科学理论基础，后续实践研究中需要考虑将运动干预与认知行为训练、工作记忆训练和正念训练等认知疗法相结合，提升成瘾治疗的综合效果，推动有氧运动干预在未来成瘾治疗中的进一步应用[54，55]。