許多研究中表明,證明運動訓練有助於減少隨著年齡增長所帶來的認知功能衰退,還能夠預防或延緩老人癡呆症。

年長女性(停經後)比年長男性更健康。

對兒童和年長者來說,雖然運動鍛鍊對他們的認知功能影響較小,但仍有證據表明,對老年人而言還是有些益處,只是程度不同。

研究表明有氧運動和重訓持續至少30分鐘為最佳。

除了年齡和性別外,個體間的差異也決定了訓練的效果強弱。

 

運動訓練對老年人認知功能的影響

過去幾年的研究提供了一些證據,證明運動可以改善年齡衰老對大腦的影響,尤其在預防或延緩老人癡呆症的方面,並能夠減低與年齡有關的認知功能衰退。而造成這種影響的原因有非常多種,例如以下:

  • 運動對於心血管健康非常有益,近期許多的研究表明了,心血管健康和心理健康之間有一定關聯─「對心臟有益的東西,對大腦也有益。」
  • 運動有助於控制血糖水平,近期一項研究發現,糖耐力受損的人其大腦海馬體較小。
  • 運動可以讓富有氧氣的血液留向大腦。
  • 運動能夠增進自信,並減輕焦慮及憂鬱。

 

有趣的是,雖然運動對所有性別都有好處,但部分證據表明其對年長女性有更多的益處,而這可能與雌激素有關。對女性而言,運動的好處取決於雌激素的存在,且自發性的運動活動水平似乎也取決於雌激素的狀態。這或許也是對年長女性的認知功能採用荷爾蒙療法的背後原因。

老年人所獲得的運動訓練好處,並不代表對年輕人的記憶力及學習力有相同的效果,這是個完全不同的問題。對年長者而言,他們更希望運動可以抵消老化所引起的生物磨損。那麼,運動訓練對年輕人來說重要嗎?

 

運動對兒童及年輕人認知功能的影響

不幸的是,此方面關於年輕人的研究少之又少。然而,一項研究發現,每週慢跑2到3次、每次30分鐘,並為期12周後,年輕成年人在認知測試中的表現有顯著的成長,但如果受試者停止跑步習慣,測試的分數會再次下降。在這個特殊的例子中,健康水平似乎不是主要的原因,否則你會看到測試表現不會那麼快地受運動訓練停止的影響。研究人員認為,大腦氧氣流量的增加可能是智力水平提升的原因,因為攝入氧氣的增加的確提高了慢跑者的測驗分數。研究發現,補充氧氣可以顯著改善健康成年人的記憶力形成,以及其反應時間。

另一方面,從一系列對小學生的研究中發現,學業成績和健康程度間存有很大的關係。研究發現,身體較健康的兒童能夠更快地識別出視覺刺激。大腦激活藍圖也提供了證據,證明了在任務進行期間,健康的兒童其大腦分配了更多的認知資源,並用了更快的速度處理訊息。

 

動物研究結果

對於鼠類動物的研究比起人體研究具有更大的優勢:許多項目都準備好了、能夠完全控制他們的環境,因此能夠更容易得到直接的答案。

對老鼠的研究表明,運動健身可以:

  • 能夠增加腦源性神經營養因子(協助支持及加強大腦中神經元的連結─突觸)的水平,並幫助保護和培育新的神經元。
  • 刺激新神經元的產生。
  • 增強對於大腦損傷的抵抗力。
  • 促進大腦的可塑性。

 

無庸置疑地,運動健身可以增加大腦海馬體中的腦源性神經營養因子水平,但我們不能完全將其視為一件好事。小老鼠在經過繁殖了30代後,他們表現地越來越活躍(事實上,有點運動成癮),他們具有高水平的腦源性神經營養因子,海馬體中也產生了更多的神經元,但當他們試圖在迷宮中導航時卻表現的非常糟糕。研究人員表示,過度的運動可能會使大腦在產生腦源性神經營養因子及神經元中被「耗盡」,而這可能反而會阻礙學習。或者,那些高度活躍的老鼠可能只是太專注在跑步上,導致無法在其他事情上專心!

而關鍵在於,目前我們還無法確定運動所誘導的腦源性神經營養因子水平和神經產生增加的原因,可能是高強度的運動對海馬體施加太多壓力,所以破壞或殺死了神經元。而腦源性神經營養因子水平和神經產生的增加,可能僅是為了試圖抵銷已造成的傷害。但可以肯定的是,運動會刺激海馬體的活動,尤其是海馬體中叫做「齒狀回」的區域。

說到這一點,請注意到,這是第一個證明神經與增進學習力無關的案例。但一般來說,新神經元的產生可以增進學習力及記憶力,因此,將上述這些發現視為反例是不明智的。他們的建議是,我們不能理所當然的認為這種情況總是會發生,在這種高度運動的情形下,可能會產生過多的好東西!總之,從此研究和其他研究看來,運動的數量和腦源性神經營養因子的水平具有直接的關係。

而對於是否能做過多運動的問題,有項人類研究發現,雖然一個小時適度的有氧運動能夠提升特定認知任務的表現,但過度的運動卻會產生有害的影響。

 

受運動影響的大腦區域

儘管大腦中主要受影響的區域為海馬體─掌管學習和記憶的關鍵區域,但許多人體研究已涉及到多個其他大腦區域了。特別的是,一項對老年人的研究發現,經過健身後其執行功能會得到明顯的改善,而執行功能主要位於前額皮質。其他項研究發現,不太健康的老年人其額葉、顳葉和頂葉皮質中的灰質和白質較少。有趣的是,在第一項研究中,研究人員在運動期間(持續的、適度的)中觀察到較強的認知功能,結果卻發現,依賴前額皮質的功能受到損害,但其他不需要前額活動的功能卻仍然完好。

 

運動和飲食

想要維持健康,不能單靠運動,飲食也是非常重要的。運動對心血管健康和血糖水平的影響,相對飲食對糖耐力和心血管問題的影響是一種平衡。許多項鼠類研究*發現,攝取高脂肪飲食會對學習及記憶力造成損害。從小白鼠實驗中也發現,運動可以逆轉高脂肪飲食所導致的腦源性神經營養因子水平的下降,並防止這種飲食所造成對空間學習上的缺陷。

那麼接下來你一定會問,如果我已經攝取了健康的飲食,那還需要運動、健身嗎?

有趣的是,最近一項涉及了年長的米格魯犬的研究發現,富含抗氧化劑的飲食和充滿刺激的環境,對於預防、減少隨著年齡增長所帶來的認知功能衰退有幫助。也就是說,維持好的飲食和運動單一本身都很好,但若能結合兩者會更好。這或許沒有直接回答到問題,但看起來似乎飲食和運動兩者都是維持心理和生理健康的重要因素。

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體育訓練和心理訓練

在上一段的米格魯犬研究中,使用了充滿「刺激」的環境一詞,刺激通常指的是包含了社交互動和精神刺激的機會,以及體育活動。在一項老鼠研究中,研究人員試圖一一獨立出所有組成「刺激」的環境的因素,以便於觀察是否所有因素都對增進「齒狀回」區域中神經元的產生有必要性。有趣的是,他們發現老鼠主動地去跑滾輪本身,就足以達到典型「刺激」的環境條件下產生神經的水平。這雖然很新奇,但這就像其他動物性研究的有限性一樣,無法作為人類行為的樣本。

許多對於年長者的研究指出,心理刺激對認知能力下降有保護作用。其中,有項研究發現「社交舞」對於保護隨著年齡增加的認知能力衰退有著驚人的作用,與其它體育活動相比起來,「社交舞」甚至被認為具有提升智力成份。但是我們應該更認真地思考,把智力和生理(或社交)屬性結合起來的活動或許才是最好的。

總結道,心理刺激和體育訓練似乎都對認知功能有益,但由於不同的原因,兩者作用的方式也截然不同。

 

注意:每個人所獲得的鍛鍊效果皆不相同

對認知功能而言,老年人比年輕人更能從運動中獲益,尤其是接受荷爾蒙替代療法的年長女性,從訓練中獲得的認知益處更大於同齡男性。此外,近期還有一項研究指出,大多數人都能從運動訓練中獲益,只是程度並不相同,甚至還有些人根本無法從中受益!

 

 

*鼠類研究:

在為期7個月的鼠類研究中,肥胖老鼠的飲食中含有10%的脂肪,而對照組的老鼠飲食中只攝入5%的脂肪。測試中發現,肥胖老鼠比正常老鼠需要進行更多的試驗,以獲取並保留足部電擊的記憶,以及學習如何去按壓槓桿來獲得牛奶。

另一項研究中則探討,高膽固醇和氧化脂肪的飲食是否會對中年大鼠(相對於人類的60歲或以上)的工作記憶產生影響。與對照組相比,高脂肪、高膽固醇的飲食顯著提高了血漿甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇。而兩組之間的體重增加則和攝入的食物相似。尤其是在需要最大量工作記憶的測試中,肥胖飲食組比飲食控制組的老鼠所犯的錯誤多了更多。