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相長?腦科學②——運動促進大腦健康

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月17日 18:38

運動促進大腦健康的神經(jīng)機制一直是體育科學和神經(jīng)科學領域探討的熱點話題。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構和功能，影響行為發(fā)育、降低疾病風險。這些結構和功能上的變化可以提高認知能力，并塑造學習能力更強、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胞活性、改變大腦結構，從而改善認知功能，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、學習表現(xiàn)和認知能力提升存在正相關關系。認知能力的發(fā)展決定了學習效益，學齡兒童體育鍛煉與學業(yè)成績之間存在顯著的正相關關系。

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)細胞、分子水平和大腦結構、功能機制，其在提升運動相關能力的同時，對高級認知能力及功能連接也存在明顯效益。長期體育運動習慣對兒童青少年大腦健康發(fā)育和認知功能的提升具有重要意義。

由體育運動促進大腦健康發(fā)育的神經(jīng)活動機制和大腦結構功能可知，體育運動促進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習、經(jīng)歷過事物的編碼、保持和提取，是影響學業(yè)成績的關鍵因素，也是兒童青少年智力發(fā)展和高級認知加工的必要條件。如何提高兒童青少年的記憶力一直是學校和家庭關注的重要問題，然而，記憶是一個復雜的過程：記憶編碼的準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，包括大腦細胞層面（如促進神經(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。結果提示，運動鍛煉對記憶能力起到促進作用，但運動鍛煉對不同記憶類型和不同階段的促進作用還需進一步實證研究。

在兒童青少年學習過程中，對知識存儲的檢驗是體現(xiàn)學習效益的重要手段，長時記憶是影響學習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長時記憶各階段加工的認知機制尚需進一步探討。

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能力上。結果顯示，具有舞蹈經(jīng)驗的個體對節(jié)奏刺激的同步性更準確，動作更穩(wěn)定，且可適應不同頻段的節(jié)奏，動作協(xié)同能力更好。由此可知，長期舞蹈訓練可有效提高個體對外界刺激的感知能力，促進其動作協(xié)同表現(xiàn)。

進一步研究發(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，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，是一項重要的認知能力。綜上所述，舞蹈訓練不僅可促進個體動作協(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)能力的訓練（如舞蹈）對其感知-運動協(xié)調(diào)能力、大腦反應速度及其他認知能力的影響機制，是體育運動領域值得深入探討的問題。

體育運動提升其他認知功能

大量的實證研究已指出，運動鍛煉與認知功能之間存在正相關關系，“運動提高認知功能”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) 認知加工任務的不同，運動鍛煉可提高個體執(zhí)行功能中的抑制、轉換和刷新程。隨著體育科學和腦科學交叉發(fā)展，體育運動與認知功能的關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知功能的促進作用是全面了解體育運動提升學習效益的重要途徑。

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，具有其特殊的認知規(guī)律并調(diào)用不同的認知功能。在復雜環(huán)境中有效地提取外部信息、排除干擾并進行高效預測是自上而下的高級認知功能在學習過程中的體現(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知功能上各有傾向。因此，兒童青少年在進行體育運動時，不僅可通過有氧運動促進大腦健康發(fā)育和認知功能發(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，提高特定認知加工能力。“運動改善大腦”已得到大量科學研究的證實，但當前在體育教育過程中，如何有效利用和開展運動干預手段提高兒童青少年學習效益，仍是體育科學研究的重要課題。