1990年代中期,一群科學家決定觀察大腦的哪一部分受運動的影響最大。研究開始前,他們猜測大腦皮質和小腦(位於脊髓與大腦相交的位置),對於協調身體運動都很重要。因此,運動對這些區域的影響自然也是最大的,就像跑步對心血管健康的影響,要大於對肌肉力量的作用一樣。
這個研究以觀察老鼠在籠子中奔跑時,大腦的哪一部分產生最多腦源性神經營養因子(BDNF)為起點。奇怪的是,檢查小鼠的大腦時,科學家發現產出最多BDNF的地方,居然既不是大腦皮質也不是小腦,而是大腦的記憶中心海馬迴。這個發現,成為運動能強烈影響記憶的最重要線索之一。過去十年裡的動物實驗和人類研究都顯示,我們的記憶力可以透過運動得到加強。而且實際上,運動身體對記憶的影響力,似乎是最重要的。
在整個生命過程中,大腦會持續萎縮。不幸的是,它開始得比多數人想得要早得多。
大腦約在25歲時長到最大,之後每年都會略微萎縮。當然,我們一生中都在持續產生新的腦細胞,只是細胞死亡的速度比新生速度更快。我們每天每秒會持續損失大約十萬個腦細胞,而且這是常年不停歇的。但是即便大腦中含有大約一千億個細胞,有這樣基數龐大的腦細胞可以彌補,這種損失也會因時間的推移而變得十分明顯。每過一年,大腦的體積將減少0.5%至1%。
大腦的記憶中心海馬迴,是會隨年紀增長萎縮的一個部分。我們有兩個海馬迴,兩個大腦半球一邊一個,位於兩邊的顳葉深處。其大小每年會減少1%。這樣緩慢卻穩定縮小的海馬迴,正是讓記憶隨歲月流逝而變糟的主因。
很長一段時間以來,我們以為只有酒精和藥品等物品才會對大腦產生負面影響,而且是絕對負面的、沒有任何好處的,畢竟它們會加速大腦的老化和海馬迴的萎縮。想要阻止或扭轉這種趨勢,也一度被認為不可能。但現在因為發現運動在「增加記憶力」乃至「提升整個大腦功能」上有著驚人的效果,從而提供了令人信服的證據,推翻原先的說法。
美國科學家以磁振造影掃描檢查120人的大腦,並在兩個不同時間點測量他們的海馬迴,中間間隔一年。受試者被隨機分配到兩組,並進行兩種不同類型的活動。一組是耐力訓練,另一組則是伸展之類的輕度運動,運動時心率不會提高。
一年之後,耐力訓練組變得比輕度運動組更健康。到目前為止,實驗還沒有什麼令人驚奇的結果,但海馬迴發生什麼變化呢?輕度運動組的成員,海馬迴縮小了1.4%。不過這也不足為奇,因為它每年確實會縮小約1%。
非常有趣的是,耐力訓練組的海馬迴完全沒有縮小,反而變大了2%。這些人的海馬迴不僅恢復活力,而且從體積來講更是明顯年輕兩歲,而非老了一歲!這還不是全部的結果:測試對象身體變得越健康,其海馬迴體積就越大。在那些健康狀況改善最多的人中,海馬迴的增長率超過2%。
這一切是怎麼發生的?一個不那麼合理的假設是:隨著運動越多而增加的大腦肥料BDNF 發揮了作用。也許你還記得,BDNF 能真正加強腦細胞聯繫,因此影響了我們的記憶力。所以能合情合理地說:當科學家檢查受試者腦內BDNF 的濃度,他們注意到BDNF 增加得越多,海馬迴就長得越大。
有什麼神奇的訓練計畫可以倒退大腦的衰老一年,並且使海馬迴這樣一個重要的部分再生?受試者把自行車踩得如同搖滾音樂劇《地獄蝙蝠》(Bats Out of Hell)裡那樣,或嚴格進行劇烈的長跑嗎?都不是。事實是,他們既不騎車也不跑步,唯一的運動是每週3次、每次40分鐘的散步。這說明了你可以透過每週散步或慢跑幾次,來停止甚至扭轉大腦的老化,增強記憶力!
但是,讀這類實驗結果時,應該小心謹慎地下結論—實驗是一回事,現實是另一回事。保護海馬迴免於老化,甚至恢復其活力並讓體積變大,對我們的生活意味著什麼呢?我們真的能透過運動來改善記憶力嗎?
簡短的回答是:是的,絕對能!
歷史上多個研究結果都非常明確地指向同一個答案:短期和長期記憶都能透過運動得到改善,海馬迴的衰老也可以減緩甚至獲得逆轉。
運動不足以阻止海馬迴隨著年齡增長而不再萎縮,卻也許能減緩遺傳物質的老化。
與大腦和身體內的其他細胞一樣,海馬迴的組成細胞中也有遺傳物質。我們完整的DNA 和所有基因,都存在每一個腦細胞之中。通常,基因不會隨著年齡而改變,但是它們發揮作用的方式會隨著年齡而有所變化,並導致包括大腦在內的身體器官進入衰老過程。
如果檢查不同年齡段的小鼠海馬迴細胞,就會發現有一組基因隨著動物的衰老而變化。這些基因控制著腦細胞的生長,以及建立彼此連結的能力。隨著小鼠的年齡增長,這類基因會變得不那麼活躍。這種逐步發展的基因變化,不僅使海馬迴老化,更使得整個大腦衰老。
然而,即使基因會老化,也不意味著整個細胞在凋亡的過程中一去不回頭。
研究人員曾將動物放到跑步機上進行訓練,並觀察到可以被稱為奇蹟的現象:許多基因在受到老化的負面影響時,也受到了運動的影響,而且是正面的。儘管細胞變年輕的機制還沒有被完全破解,但在動物完成實驗規定的跑步訓練後,能觀察到它們的海馬迴細胞在基因上似乎變得更年輕了。
運動對基因的影響很大,但不會即時生效。參與測試的老鼠在8週內每天都跑步,這樣的強度相當於人類在幾年內每天都堅持跑步。這也說明了,那種「偶爾跑」的運動量是不足以影響基因的。值得注意的是,那些長期堅持運動的人,不僅長出了較大的海馬迴,也使原有的海馬迴細胞恢復活力。
• 本文摘自究竟出版社,安德斯・韓森(Anders Hansen)著,張雪瑩 譯《真正的快樂處方:瑞典國民書!腦科學實證的健康生活提案》一書。
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多次贏得健康大獎、廣播節目超過1/5 瑞典人口收聽,甚至播出時街頭都為之短暫淨空、在諾貝爾生醫獎頒發單位「卡羅琳醫學大學」接受培訓、發表2000 篇以上醫學論文的世界級研究者暨瑞典國民醫師安德斯・韓森醫師從腦科學和心理學的角度,告訴讀者能夠對大腦產生巨大影響的機制,並提供臨床的實際案例和實做的「處方箋」,讓我們簡簡單單就能快樂地進行生命升級!
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責任編輯/Dama
在2013年4月15日發生的波士頓馬拉松爆炸案造成3人死亡,260餘人受傷,當時這件重大事情震驚了全美國,在這件爆炸案中,有一位舞者名叫安卓恩(Adrianne Haslet-Davis),她因為爆炸事件失去了左腿,但是她並沒有放棄希望,誓言要再回到爆炸案現場次跳舞,並在場上發光發熱。
當時才32歲的安卓恩,不僅是一位跑者,同時也是一位舞蹈家,當時,她與他的好友一起參加了這場盛大的波士頓馬拉松比賽,但是沒想到突如其來的恐怖攻擊奪去她的左腿。
安卓恩:「我記得所有的一切,我還記得當時第一枚炸彈爆炸時,我緊緊抓著我的丈夫亞當(Adam Davis),但是後來第二顆炸彈爆炸後,我看到飛出來爆炸物片擊中了我的左腳,當時不僅只有疼痛,連我的情緒也跟著緊張起來,我當時以為這一切都完了,我的左腿失去約有80%的骨頭和肌肉,我不斷在大量流血,我非常害怕。」
還好當時她的丈夫亞當立刻解下腰帶充當止血帶,綁在安卓恩左腿上的傷口,儘管亞當他身上也滿是有許多爆炸造成的傷口,但是他還是很努力將太太帶進附近一家餐廳內立刻進行急救動作,這讓安卓恩非常感動。
安卓恩:「如果這是我倆最後一次見到彼此,我希望他知道我有多麼愛他,但我們會走過去,因為我還沒有準備好要離開他,當他把我扛進餐廳內,並立刻幫我止血那一剎那,我真的沒有後悔我嫁給了他,雖然之後就醫,醫生說我一定要截肢,但我卻沒有因此而放棄我的夢想以及比賽。」
失去左腿的安卓恩,開始裝上義肢每天進行復健的生活,但是她並不覺得這一切有那麼痛苦,因為為了她自己的目標,現在的辛苦一點都算不上什麼。安卓恩:「跳舞一直是我熱愛的事情,每當我跳舞時,我覺得我不需做其他事,因為舞蹈讓我的快樂變得完整,我不能讓別人(爆炸案)就這樣偷走我全部的人生,所以我要再次跳舞。」
雖然裝上義肢進行日常活動沒有比之前來的靈活,但是她還是努力克服這些困難並努力跳躍。
就在同年的年底時,她默默許下了一個願望,而這個願望就是他希望回到波士頓,回到那奪去她左腿的爆炸現場,並用她最愛的舞蹈想告訴全世界的人,如何改變自己心態以及重新出發。安卓恩:「人生本來就不會一直順遂,在哪裡跌倒就該再從哪裡站起來,如果你重拾你的自信與信心,我相信你也可以像我一樣做得到。」
直到隔年2014年時,是麻省理工學院媒體實驗室的生物機電研究小組的主任賓休·赫爾(Hugh Herr)將研究義肢的成果帶到了溫哥華TED大會上,並爲她設計了一仿生肢體,使她能重返舞台。
赫爾:「我也是一位失去雙腿的截肢者,我相信在一個世界裡,人們可以穿上或脫下他們的腿腳,就像人們可以摘掉眼鏡,或隱性眼鏡一樣,在過去戴眼鏡是一種殘障的標誌,而我們現在不再這樣想了。」而赫爾所說的打動了安卓恩,讓她覺得做一名截肢者不再是那麼糟糕。
戴著假肢的安卓恩激動地說:「這是我第一次在馬拉松爆炸案後表演,令人難以置信,我成功了,因爲我知道往後我還有很長的路要走,雖然這是一個艱難的過程,但是跟以往經歷過的完全不一樣,我希望跟我一樣截肢的人,也可以努力用心的生活,並繼續投入在自己熱愛的事情當中。」