提升脑健身 - 了解脑运动连接

神经塑性在20世纪70年代，当科学家开始接受我们的大脑不是生理静态器官的观念时，是一个相对未知的术语，患有大约100亿神经元（神经细胞）之后不久的固定在不久之后的内容（1,2）。在过去的15至20年中，这项研究领域已经显着扩展，发现了能够在整个生命中改变脑结构和功能的各种化合物，以及每次运动，身体活动甚至精神锻炼（3,4）。

也许是最令人印象深刻的成功故事，即连接脑功能改善脑功能的是学习准备体育计划，该计划是在20世纪90年代（5）的芝加哥纳普维尔中高中的零小时PE计划。该计划的原始目的是审查学校前是否会在课堂上提高学生的学习能力。自该计划的成立以来并通过其演变，这所学区的学生现在在全国的最适合和最聪明地等级。

事实上，该地区的第八岁的成绩优于美国全国平均水平，就国际运动学和科学研究（TIMMS）的趋势，甚至击败了中国，日本和新加坡的许多学生，他们传统上传牌美国学生。那么发生了什么？

哈佛大学的古人类学家丹尼尔·利伯曼一直在研究人类进化，并证明了我们的大脑和头骨是如何随着时间的推移而进化的，以保持我们作为一个物种的生存。我们需要思考，过程，策略，团队狩猎，社会群体中的功能和交流促进了我们大脑各个区域的发育，提高了我们的整体大脑功能。我们大脑的这种发育，尤其是与有意识思考、决策、计划、判断、分析和抑制相关的额叶等特定区域的发育，一直持续到现代。

由于我们的年龄，我们的大脑也可能遭受损失和萎缩的心理效率和记忆下降的形式。事实上，记忆损失被称为老年人的主要认知投诉。据估计，大约10％的成年人超过65岁，具有某种形式的认知障碍，这种统计数据增加到80岁以上成年人的50％（7）。Although this decline is generally attributed to overall physiological losses within our brain cells, the potential impact of disease (e.g., Alzheimer’s), an overall lack of brain use, or the effect of depression or medications, the key biological risk factors associated with these declines include:

• 氧化应激——我们的大脑使用了大约20%的身体氧气供应，随着时间的推移，自由基的积累可能会导致大脑内DNA和必需脂质的损害，从而引发神经元死亡。
• 炎症剂积累在大脑中。通常，通过我们的血脑屏障（BBB）滤除它们，一种精细毛细管网络分离从系统性循环的细毛细血管血流。随着衰老，我们越来越少过滤许多炎症剂（例如白细胞介素-1β），其可以破坏神经元并抑制神经发生（新神经元的生长）。
• 升高的同型半胱氨酸，在血浆中发现的天然存在的氨基酸促进血管内的动脉粥样硬化，从而减少脑血流，记忆和整体脑体积。
• 体内的激素失衡和激素流失——关键的类固醇激素如雌激素、睾丸激素和脱氢表雄酮(DHEA)共同有助于保持认知能力，但会随着年龄的增长而下降。
• 脑血管健康 - 健康血管和升高的HDL-胆固醇水平促进血液流入大脑的区域，如灰质。
• 高血压 - 大脑内的小毛细管易受长期升高的血压造成的损伤。
• 糖尿病和胰岛素抵抗——高血糖和不能利用葡萄糖与神经元生长因子水平较低、脑容量减少和痴呆发病率较高有关。
• 压力和焦虑会导致皮质醇水平持续升高，从而损害脑组织(在这篇文章后面会讨论)。

很多引发认知能力下降的因素都是不可避免的，但我们能减缓、停止甚至逆转这些与年龄相关的认知能力下降吗?答案是肯定的，而且不断有越来越多的化合物被发现共同促进大脑健康和功能。有趣的是，这些化合物似乎在大脑的某些区域比其他区域更重要。例如，海马体，大脑中负责将短期信息转化为长期知识的区域，随着我们年龄的增长，其质量和能力会下降，但会受到这些化合物水平增加的显著影响(2,8 -10)。

• 脑衍生的神经促粒子因子（BDNF）这可能是最重要的，因为它刺激神经发生，增加树突(神经末梢)的长度、厚度和密度，从而改善神经连通性，特别是在海马体。BDNF增强并清除突触(两条神经之间的连接)，提高突触效率，增加突触映射(神经元和新回路之间的连接，以抵消丢失的回路)。(了解更多关于BDNF和锻炼的信息。)
• 血管内皮生长因子(VEGF)帮助大脑内建立新的毛细血管，改善氧气和葡萄糖输送到大脑的各个区域。
• 成纤维细胞生长因子-2通过提高突触效率来刺激脑组织生长，亲和神经元可以相互分享以促进学习和记忆。
• 胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)在肌肉细胞内制造，它被推入脑中，有助于将葡萄糖摄取到细胞中，从而提供BDNF所需的燃料。

那么我们如何激发这些化合物的增加？良好的研究都集中在运动的影响增加这些化合物的含量(10)。低至中等强度的有氧刺激可增加BDNF，但几乎不增加IGF-1。相比之下，中等至高强度的有氧运动(>为VO的65%₂Max）增加了BDNF，VEGF，FGF-2，IGF-1，甚至人体生长激素（HGH）的水平，这有助于建立脑质量。每周进行两次进行的抗性bob官方app训练还证明了BDNF，VEGF，FGF-2，IGF-1和HGH的增加。在交替日锻炼每日与次数相比，BDNF（150％v.124％）的增加会增加（150％），但在大约四周的培训后，水平变得平等（10）。bob官方app锻炼还提高了我们的BBB效率，并促进了许多大脑神经递质之间的更大平衡，如血清素，多巴胺，去甲肾上腺素，谷氨酸和GABA，这将产生积极影响情绪和认知。

虽然研究点为30分钟的运动，但每周两到三次，约翰··波利迪作者火花和用户的大脑指南(3,11)，他引述说，每天8到12分钟的运动，如果引发出汗和呼吸困难(即大约60%的最大心率或更高)，就足以证明BDNF等许多化合物的含量增加。此外，包含横向模式(XLP)(即跨越身体或涉及对侧肢体的运动)有助于加强胼胝体，它本质上是连接左右大脑半球和促进半球间交流的粘合剂。

为了扩大你可能寻求实施的任何大脑促进项目的通用性，考虑在你的项目中加入脑力锻炼(它们也可能提供一个很受欢迎的从身体疲劳中解脱出来的休息):

• 脑力锻炼，无论是使用移动的大脑功能应用程序(例如光度)还是手动进行，都可以刺激某些构建大脑的化合物的增加。这个想法是为了(a)挑战你的大脑以非传统的方式完成任务，或(b)通过同时整合大脑的多个区域来完成任务:
• 向后数字跨度-在设定的间隔内(例如从100到7的间隔)尽可能快地向后计算数字。
• 倒着拼写单词——倒着大声拼写单词(不要写)，并逐步增加单词的长度和难度(如world, hospital, responsibility)。
• 排序的信息游戏 - 其中一系列名称（例如，Fred，Stacy，Richard，Stanley，Ida，Edward）之后，个人被挑战从内存完成各种任务：
  • 倒退
  • 按字母顺序排列
  • 按字长排列
• 任务挑战——完成一系列任务，并继续执行每一项任务，直到它被另一项任务所取代。(注意，多个口头或身体任务可以同时进行。)在完成所有任务后，每个人被要求回忆一个特定的任务(例如，什么是3^{理查德·道金斯}任务？）。可以立即或在会议的一些阶段立即问这个问题。
  • 从10开始倒数
  • 把手举过头顶挥动
  • 3月到位
  • 打响指
  • 倒背字母表
  • 跺跺脚

压力和皮质醇:不幸的是，我们很多人生活在慢性心理压力持续，皮质醇水平升高被认为是常态。这些持续水平的皮质醇水平患有短期学习和长期记忆涉及的海马内的细胞。最终，由于自由基攻击因破坏和缩短树突，降低BDNF，减少神经发生，并且增加神经发生，而且增加神经发生，并且增加神经发生，并且增加神经发生，并且增加神经发生，并且增加神经发生，这可能会损坏并缩小海马。在这种情况下，Amygdala，一个监督我们大部分情绪的地区可能开始对学习和海马进行更多的控制，这增加了我们的情绪压力水平，进一步增加了皮质醇，因此这种恶性循环。

此外，皮质醇水平的升高也会阻碍我们在晚上过渡到第四阶段睡眠(三角洲睡眠或深度睡眠)，这是睡眠的一个重要阶段，大脑通常在此阶段将短期学习转化为长期记忆，HGH水平帮助建立和修复组织(如大脑块)。皮质醇还可以通过刺激下丘脑释放生长抑素(一种生长抑制激素)，直接抑制脑下垂体释放HGH。因此，如果没有一些有效的压力应对方式，任何增强大脑的尝试，无论是通过脑力和体力锻炼，甚至两者都可能是徒劳的。

大脑的食物:是否存在食物可以提升我们的脑力？虽然研究人员不能明确索赔，但某些食物似乎促进了一些潜在的利益：

• 抗氧化剂，如绿茶中的多酚和花青素(在花、水果、叶子、茎和根如黑莓、红卷心菜和茄子中发现的红色、紫色或蓝色的色素)，可能对对抗自由基有效。
• 鱼油(1200毫克二十碳五烯酸，200毫克二十二碳六烯酸)似乎可以降低认知能力下降的比率和患痴呆的风险。
• 叶酸（800mg）和维生素B.₆和B₁₂(在较低程度上)可以降低我们血液中的同型半胱氨酸水平。
• 适量摄入咖啡因可以帮助保存血脑屏障，或许还能降低血浆淀粉样蛋白的水平，淀粉样蛋白是一种与阿尔茨海默病相关的蛋白质结构。
• 为大脑提供燃料的葡萄糖的健康来源和剂量也必须考虑到胰岛素反应。因为胰岛素负责细胞内的营养吸收(包括氨基酸)，考虑到肌肉细胞不太关心色氨酸的事实，胰岛素激增会导致进入大脑的色氨酸增加。这反过来又能增加血清素的产生。然而，人们认为全天含有的支链氨基酸与色氨酸竞争，减少通过血脑屏障的量——本质上减少色氨酸引起疲劳的作用，并帮助大脑保持专注和警觉(12)。

在结束时，虽然我们很清楚锻炼的心态连接，但是研究支持运动的脑促进益处的研究继续扩大，因为我们发现改善整体大脑结构和功能的新化合物。为什么不考虑将您的服务和计划扩展到地址，或者甚至可能强调（对于某些人），常用于传统编程常被忽视的关键心理情绪域。然而，请记住，有效的态度计划可能只与压力应对机制一样好，所以不仅仅是训练艰难，火车聪明。

参考：

1. Pascual-Leone A，Amedi A，Fregni F和Merabet LB，（2005）。塑料人脑皮层。神经科学年度评论， 28:37 - 401。
2. Shaw C和McEachern J(编辑)，(2001)。神经可塑性理论。伦敦，英格兰：心理学出版社。
3. Ratey JJ和Hagerman E，(2008)。运动与大脑的革命性新科学。纽约，纽约。小，棕色和公司。
4. Bramble1 DM和Lieberman DE，(2004)。耐力跑与人的进化。自然,432: 345 - 352。
5. 引发的生活。通过锻炼增强你的大脑。www.sparkinglife.org。检索到2014年9月。
6. 利伯曼德,(2011)。人头的演变。马萨诸塞州剑桥:哈佛大学出版社。
7. 疾病控制和预防中心(2011年)。认知障碍。http://www.cdc.gov/ging/pdf/cognitive_impairment/cogimp_poilicy_final.pdf。检索到2014年9月。
8. 黄恩杰，和Reichardt LF，(2001)。神经营养因子:在神经元发育和功能中的作用。神经科学年度评论， 24:677 - 736。
9. Cotman CW和Berchtold NC，(2002)。运动:一种增强大脑健康和可塑性的行为干预。神经科学的趋势， 25(6):295 - 301。
10. Erickson Ki，Voss MW，Prakash Rs，Basak C，Szabo A，Chaddock L，Kim JS，Heo S，Alves H，White Sm，Wojcicki Tr，Mailey E，Vieira VJ，Martin SA，Pence BD，Woods Ja，McAuley E，和克拉姆机器，（2011）。运动训练增加了海马bob官方app的大小并改善了记忆。《美国国家科学院院刊》108(7): 3017 - 3022。
11. 瑞迪JJ(2001)。用户的大脑指南。纽约，纽约，随机房子，Inc。
12. 戴维斯JM，（1995）。碳水化合物，支链氨基酸，耐久性：中央疲劳假设。国际运动营养杂志bob官方体育下载， 5: s29 - 38。