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相長?腦科學(xué)②——運動促進(jìn)大腦健康

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月17日 18:38

運動促進(jìn)大腦健康的神經(jīng)機制一直是體育科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域探討的熱點話題。研究發(fā)現(xiàn)，規(guī)律性的體育運動可以改善腦血容量、血管反應(yīng)性、突觸/神經(jīng)可塑性、神經(jīng)發(fā)生和營養(yǎng)因子的調(diào)節(jié)等，同時也可以改善大腦的結(jié)構(gòu)和功能，影響行為發(fā)育、降低疾病風(fēng)險。這些結(jié)構(gòu)和功能上的變化可以提高認(rèn)知能力，并塑造學(xué)習(xí)能力更強、更高效的大腦。

大量研究發(fā)現(xiàn)，體育運動可提高兒童青少年的大腦細(xì)胞活性、改變大腦結(jié)構(gòu)，從而改善認(rèn)知功能，提高注意力等。兒童青少年體育活動參與度與其體適能發(fā)展、學(xué)習(xí)表現(xiàn)和認(rèn)知能力提升存在正相關(guān)關(guān)系。認(rèn)知能力的發(fā)展決定了學(xué)習(xí)效益，學(xué)齡兒童體育鍛煉與學(xué)業(yè)成績之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。

體育運動對大腦健康發(fā)育的效益體現(xiàn)在神經(jīng)活動的不同層面，包含神經(jīng)細(xì)胞、分子水平和大腦結(jié)構(gòu)、功能機制，其在提升運動相關(guān)能力的同時，對高級認(rèn)知能力及功能連接也存在明顯效益。長期體育運動習(xí)慣對兒童青少年大腦健康發(fā)育和認(rèn)知功能的提升具有重要意義。

由體育運動促進(jìn)大腦健康發(fā)育的神經(jīng)活動機制和大腦結(jié)構(gòu)功能可知，體育運動促進(jìn)大腦功能效益的研究已在生理機制上得以證實。

體育運動提升記憶能力

記憶是人腦對過去學(xué)習(xí)、經(jīng)歷過事物的編碼、保持和提取，是影響學(xué)業(yè)成績的關(guān)鍵因素，也是兒童青少年智力發(fā)展和高級認(rèn)知加工的必要條件。如何提高兒童青少年的記憶力一直是學(xué)校和家庭關(guān)注的重要問題，然而，記憶是一個復(fù)雜的過程：記憶編碼的準(zhǔn)確性受刺激期間注意力資源分配程度的影響；記憶的保持發(fā)生在經(jīng)驗之后，包括大腦細(xì)胞層面（如促進(jìn)神經(jīng)元之間通信蛋白質(zhì)的合成）和系統(tǒng)層面（如加強海馬和大腦其他新皮層區(qū)域之間的聯(lián)系）的加工過程；記憶的提取則可能同時受編碼和保持的影響。結(jié)果提示，運動鍛煉對記憶能力起到促進(jìn)作用，但運動鍛煉對不同記憶類型和不同階段的促進(jìn)作用還需進(jìn)一步實證研究。

在兒童青少年學(xué)習(xí)過程中，對知識存儲的檢驗是體現(xiàn)學(xué)習(xí)效益的重要手段，長時記憶是影響學(xué)習(xí)效益的又一重要因素。已有研究證實，在長時記憶能力方面，急性有氧運動對不同記憶類型（陳述性記憶和程序性記憶）提高的階段（編碼階段和鞏固階段）不同，在不同程度上改善了長時記憶效果。目前對急性有氧運動促進(jìn)長時記憶各階段加工的認(rèn)知機制尚需進(jìn)一步探討。

體育運動提升感知運動協(xié)調(diào)能力

感知-運動系統(tǒng)是外界環(huán)境刺激和個體動作交互作用的體現(xiàn)，是完成各種動作協(xié)同的重要因素，有效地組合來自環(huán)境刺激的同步信號，是動態(tài)注意能力和信息處理加工過程的基本環(huán)節(jié)。動作協(xié)調(diào)能力對兒童青少年的重要性，不僅體現(xiàn)在身體素質(zhì)上，更表現(xiàn)在其注意和大腦反應(yīng)能力上。結(jié)果顯示，具有舞蹈經(jīng)驗的個體對節(jié)奏刺激的同步性更準(zhǔn)確，動作更穩(wěn)定，且可適應(yīng)不同頻段的節(jié)奏，動作協(xié)同能力更好。由此可知，長期舞蹈訓(xùn)練可有效提高個體對外界刺激的感知能力，促進(jìn)其動作協(xié)同表現(xiàn)。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，即使是在個體動作適宜節(jié)奏下，舞蹈運動員對外界刺激的動作協(xié)同能力也明顯優(yōu)于普通人，而這一優(yōu)勢體現(xiàn)在舞蹈運動員神經(jīng)振蕩與外界刺激同步性的增強，即神經(jīng)振蕩與外界節(jié)奏形成了共振聯(lián)結(jié)，提高了動作協(xié)調(diào)能力，同時舞蹈運動員對節(jié)奏刺激的探測速度更快。感知-運動協(xié)調(diào)是一項涉及時序加工的高級認(rèn)知功能，體現(xiàn)了對外界刺激注意、感知和自身動作協(xié)調(diào)同步的過程，是一項重要的認(rèn)知能力。綜上所述，舞蹈訓(xùn)練不僅可促進(jìn)個體動作協(xié)調(diào)能力，還可提高神經(jīng)振蕩與外界環(huán)境刺激的交互作用，進(jìn)而提升信息加工的效率。兒童青少年動作協(xié)調(diào)能力的訓(xùn)練（如舞蹈）對其感知-運動協(xié)調(diào)能力、大腦反應(yīng)速度及其他認(rèn)知能力的影響機制，是體育運動領(lǐng)域值得深入探討的問題。

體育運動提升其他認(rèn)知功能

大量的實證研究已指出，運動鍛煉與認(rèn)知功能之間存在正相關(guān)關(guān)系，“運動提高認(rèn)知功能”這一觀點已得到了諸多研究成果的證實。以執(zhí)行功能為例，根據(jù) 認(rèn)知加工任務(wù)的不同，運動鍛煉可提高個體執(zhí)行功能中的抑制、轉(zhuǎn)換和刷新程。隨著體育科學(xué)和腦科學(xué)交叉發(fā)展，體育運動與認(rèn)知功能的關(guān)系探究已不再局限于有氧運動，揭示不同運動項目對各級認(rèn)知功能的促進(jìn)作用是全面了解體育運動提升學(xué)習(xí)效益的重要途徑。

與有氧運動相比，其他運動項目在對抗性或規(guī)則等方面的特殊性，具有其特殊的認(rèn)知規(guī)律并調(diào)用不同的認(rèn)知功能。在復(fù)雜環(huán)境中有效地提取外部信息、排除干擾并進(jìn)行高效預(yù)測是自上而下的高級認(rèn)知功能在學(xué)習(xí)過程中的體現(xiàn)，其中對抗類運動項目是研究的重點。體育運動項目對提升大腦健康效益和認(rèn)知功能有重要作用，不同運動項目的特點和規(guī)則差異在提升多種認(rèn)知功能上各有傾向。因此，兒童青少年在進(jìn)行體育運動時，不僅可通過有氧運動促進(jìn)大腦健康發(fā)育和認(rèn)知功能發(fā)展，還可通過培養(yǎng)不同運動項目愛好，在豐富運動技能的同時，提高特定認(rèn)知加工能力。“運動改善大腦”已得到大量科學(xué)研究的證實，但當(dāng)前在體育教育過程中，如何有效利用和開展運動干預(yù)手段提高兒童青少年學(xué)習(xí)效益，仍是體育科學(xué)研究的重要課題。