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。

讓大腦停止萎縮

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。

大腦基因的返老還童

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。

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資料來源／醫護鐵人 
責任編輯／David

跑步是一種非常好的全身運動，而且也越來越流行了，但是有一件事情實在是太有趣了，就是即使是肌力很差的人，仍然可以跑完半馬甚至全馬，門診常常可以發現這樣的跑者，有些人可能連個標準的弓箭步或者深蹲都做不好，或者做不了幾個就覺得腳很酸，也常常有人標準的棒式做不了20秒鐘，但是，這些人卻能夠硬生生把全馬給跑完了，所以，人體真的是很奇妙，就算你不用大腿的力量，其實也可以跑完42公里，很神奇吧！那麼，問題是「肌力」到底在跑步運動中扮演什麼角色呢? 難道馬拉松真的靠意志力就可以了嗎？

其實肌力訓練對於耐力型運動來說是非常重要的，就像前面提到的例子，這些平時不鍛鍊肌力，又很積極挑戰極限的跑者，通常跑了幾個馬拉松之後，常常就受傷了，原因是這類跑者是用耗損傷體的方式在跑步，跑步時邁出的每一步，踏到地面後都會產生地面反作用力，而地面反作用力原本應當由肌肉肌腱與關節一起去吸收分散掉，但是，當肌力不夠好的時候，這些衝擊力量大部分就變成關節韌帶或者肌腱去吸收，長期累積下來就會造成運動傷害，這樣的傷害大多是慢慢發生的發炎性傷害，重點是跑者往往不會第一時間就警覺到，常常都是對已經有問題的地方，一次一次造成傷害，這常見于馬拉松的季節，像是周周馬這樣的情況，或者是跑了幾個馬拉松之後就急著要挑戰超級馬拉松，一次過量的跑步（例如：一百公里）之後，運動傷害的問題就整個爆發出來，非得要疼到不行，跑者才會放棄。

首先來看這篇研究“Strength Training in Female Distance Runners: Impact on Running Economy”，將女性長距離跑者分成兩組，一組是
[肌力+耐力訓練組]，另一組是單純的耐力訓練組，經過十周的訓練之後，肌力+耐力訓練組的跑步效能(running economy)有顯著的的提高，但是兩組的最大攝氧量和身體組成沒有差異，由此可見，耐力行運動如果加上肌力訓練可以改善跑步的效能。
 
接下來這篇研究“Explosive-strength training improves 5-km running time by improving running economy and muscle power”的設計又更仔細了，研究者控制兩組的總運動強度相等，只是肌力訓練組接受肌力訓練占總訓練量的32%，耐力訓練組只接受占總訓練量3%的肌力訓練，經過九周的訓練後，結果顯示[肌力訓練組]在”5000公尺測驗“、”跑步速度(V20m)“、”肌肉力量“以及”跑步效能(running economy)“都有顯著的進步，而[耐力訓練組]則沒有差異；另外，跳躍測試(5 jump test)在[肌力訓練組]有進步，但在[耐力訓練組]則退步；最大攝氧量則兩組無差異。作者推論肌力訓練的效果是經由改善神經肌肉因素（neuromuscular factor），而增加跑步效能和肌力。

另外一個問題是，訓練核心肌群可以跑得更快嗎? 

答案是可以的。一般相信核心肌群的訓練可以增進運動表現，但是到底是怎麼變強的其實並不是很清楚? 這篇研究”Does Core Strength Training Influence Running Kinetics, Lower-Extremity Stability, and 5000-m Performance in Runners?“，分析核心肌群與跑步的關係。受試跑者一組接受”六周”的核心肌群訓練，另一組則沒有接受核心肌群訓練，六周之後，測驗5000公尺跑步，發現有接受核心訓練組的跑步速度有顯著變快，但是"地面反作用力"和”下肢穩定度”則沒有差異。

 可見六周的核心強化訓練已經能夠使跑步速度顯著加快，此外，核心肌群的重要性在於穩定軀幹，跑步的時候如果軀幹不穩定，身體就會左右晃動，除了會耗損能量之外，也會減慢速度，更會容易導致下肢關節的負荷增加，造長許多下肢的運動傷害。

由以上幾篇研究看來，擁有好的肌力確實可以提高跑步速度與跑步效能，簡單來說就是能夠跑得更快更輕鬆。但是，即使沒有好的肌力，很多跑者也是一樣能夠跑完馬拉松，也是一樣能夠跑很多場馬拉松，因此，能夠跑完跟輕鬆跑完是不一樣的，跑者們不能認為可以跑完就是代表肌力已經很好了，也不是只要有跑步就是已經在練肌力了，肌力是需要特別訓練的，此外，肌力訓練需要被重視的最重要原因是因為肌力不足也很容易產生運動傷害，很多跑者就這樣跑著跑著，忍著忍著，累積了很久才爆發出關節韌帶或者肌腱發炎的問題，這才是跑者忽略肌力訓練最恐怖的後果。

參考資料：
1. Strength Training in Female Distance Runners: Impact on Running Economy
2. Explosive-strength training improves 5-km running time by improving running economy and muscle power
3. Does Core Strength Training Influence Running Kinetics, Lower-Extremity Stability, and 5000-m Performance in Runners?

關於凃俐雯醫師大學時代因為打網球時發生肩關節脫臼，即使後來陸續發生打排球脫臼．打羽毛球脫臼等等，還是無法放棄熱愛的各種運動，因此決定成為一個專攻運動傷害與復健的醫「孫」，希望能用最健康的方式預防和治療運動傷害，幫助所有熱愛運動的人重返場上。

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