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为什么运动对大脑有这么多的好处呢？从分子水平上来讲，这个问题可以由大胃王选手——或不客气地说，让“专业猪”来回答吧！有这样一个国际协会，会员都是那些记录自己在特定时间里吃下多少食物的人。这个协会被称为“国际竞吃者联盟”（International Federation of Competitive Eating），成员们自豪地展示着口号（我一点儿都没夸张）：“在暴饮暴食中发现真理！”
同其他体育组织一样，竞食者们也有自己的英雄。暴食者至尊人物是绰号“海啸”的日本大胃王小林尊。他是许多竞吃奖项的获得者，这其中包括吃素饺子比赛（他的记录是8分钟吃下83个饺子），吃叉烧包比赛（12分钟内吞下100个叉烧包），吃汉堡比赛（8分钟吃了97个汉堡）。小林尊还是世界快吃热狗赛的冠军。他为数不多的几次失败包括：在一次比赛中输给一只体重1 089磅的科迪亚克熊。在2003年福克斯电视台特别制作的“人与野兽”节目中，强大的小林尊在约2分半钟的时间内吃下了31支热狗，而棕熊吞下了50支。2007年小林尊将快吃热狗桂冠输给了乔伊·切斯特纳（Joey Chestnut），后者在12分钟内吞下了66个热狗（“海啸”小林尊只吞下63个）。
不过，我关心的不是他吃东西的速度，而是这些热狗滑下“海啸”小林尊的喉咙之后发生了什么？同其他人一样，他的身体利用牙齿、酸性物质以及蠕动的小肠将食物粉碎消化，如果需要，还要将食物重组。
这样做或多或少都是为了一个原因：把食物转换成人体最喜爱的能源之一——葡萄糖。通过小肠，葡萄糖及其他代谢物质被血液吸收。养分经血液被输送到身体的各个部位，并被存入构成身体各个组织的细胞内。细胞像鲨鱼捕食一样抓住甜食，细胞内的化学物质贪婪地撕裂葡萄糖的分子结构以提取其糖分能量。这种能量提取是如此强烈以至于在提取过程中原子被撕裂成碎片。
与其他制造过程一样，如此激烈的消化吸收活动也产生了相当数量的有毒废物。就人们吃下去的食物而言，这些废物由一堆过剩的电子构成，这些电子从葡萄糖分子的原子上脱落下来。如果放任不管，这些电子碰上细胞内的其他分子，能将其他分子转变成一些人类已知的最毒物质，即我们所说的自由基。如果不被迅速清除，这些自由基将对细胞的内部结构进行严重的破坏，日积月累，进而对我们的身体造成损害。比如说，这些电子完全有能力引起某个基因的突变。
那么，人为什么没有因为电子过剩而死呢？原因就是大气中充满了可呼吸的氧气。氧气主要的功能就是：它像一块海绵高效地吸收过量的电子。血液向身体组织输送食物的同时，也携带着这种氧气海绵。过量的电子被氧气吸附，经过一些分子提炼过程，电子被转化为同样危险但完全可被移走的二氧化碳。随着血液重新流回肺部，在这里二氧化碳离开血液，并随着呼吸离开人体。所以，无论是竞食者还是普通的食客，你吸入的富氧空气帮助你免于被吃进去的食物杀死。
将食物的营养输送到身体组织并将有毒电子带出来，这显然是个有关出入的问题。身体是如何做到这点的呢？身体通过遍布人体各处的血液完成这一过程。血液充当着“送餐服务员”和“危险品处理工作队”的角色，没有足够的血液供应，任何组织包括大脑在内都会被饿死。这点非常重要，因为大脑对能量的需求是巨大的。虽然大脑只占常人体重的2%，但它却消耗了人体所需总能量的20%——超出了人们预想的10倍左右。当大脑处于完全工作状态时，它每单位组织重量消耗的能量要远远超过处在完全运动状态下的四头肌。事实上，在任何时候，人类的大脑都不能同时启用超过2%的神经元，超过这些，供应的葡萄糖会被迅速消耗掉，人就会昏过去。
如果这些解释让你听起来觉得大脑需要大量的葡萄糖，同时产生大量的有毒废物的话，你的理解完全正确。同时，这也意味着大脑还需要大量的富氧血液。你有没有想过，在几分钟的时间里，大脑需要多少食物、会产生多少废物呢？让我们看一组数据，人类生存离不开食物、水和新鲜空气，但每种物质对人类生命的影响有着不同的时间表：没有食物，人类可以存活30天左右；不喝水，人类可以坚持一周左右；然而，大脑如此活跃，没有氧气它根本坚持不过5分钟，否则就面临着严重甚至永久性的损害。如果血液不能提供足够的“氧气海绵”，就会导致有毒的电子过度地在大脑里堆积。不过对于健康的大脑，血液输送系统是可以被改进的。这就是运动发挥作用的时候了。这使我想起了一个看似平凡，但实际上改变了世界历史的小洞察。
拥有这种洞察力的人叫约翰·劳登·麦克亚当（John Loudon McAdam），一位19世纪初期生活在英格兰的苏格兰工程师。他注意到人们在坑坑洼洼、满是泥浆、经常无法通行的土路上运输货物和日用品十分困难。他想出了一个绝妙的主意，那就是利用岩石和砂砾提高道路的高度。这能立刻让道路变得更加平坦，减少了泥泞，也减少了洪患。随着一个又一个地区采用了这种现在被称为碎石铺路的方法，一个惊人的结果发生了：人们可以更快、更方便地获得彼此的商品和服务。主干道旁的分支道路如雨后春笋般的出现，很快，整个农村利用稳定的运输动脉与更远的地方有了联系，贸易增长了，人民生活富裕了。通过改变物品运输的方式，麦克亚当改变了人们的生活方式。现在，你也许要问了，这又与运动有什么关系呢？要知道麦克亚当的中心思想并不是改善商品和服务，而是改善获得商品和服务的途径。同样的道理，通过运动，促进体内道路——血管的畅通，个体同样可以为大脑提供更多的氧气和食物。运动不能直接为我们提供氧气和食物，但它能为身体提供获得更多氧气和食物的通道。要问是如何起作用的，这也不难理解。
运动增加周身组织的血流量，是因为运动刺激血管产生一种强大的调节血流的分子，该分子叫一氧化氮。随着血液流动的改善，体内产生了新的血管，这些新血管逐渐深入到身体的组织中去，使身体组织与血流中的“商品和服务”——包括食物的分配和废品处理，有了更近的联系。你运动得越多，你就可以为更多的身体组织输送养料并将更多的有毒废物排出体外。这个过程发生在我们身体的各处，这也是为什么运动可以改善人的身体机能。就像麦克亚当的点子既稳定了现有的运输结构又增加了新的通路。突然之间，你变得健康起来。
运动对大脑也有同样的作用。影像学研究表明，运动确实增加了大脑齿状回区域的血容量。这可是个大事情。齿状回是大脑中海马的一个重要组成部分，而海马区域又与记忆的形成密切相关。可能是由于新毛细血管的产生，致使血流量增加，这让更多的脑细胞有机会与血液中的食物、危险品处理工作队有了接触。
运动对大脑的另一个特殊作用已经变得越来越明确，这个作用不像我们前面提到的运动增加了为大脑输送养料的通道，而是直接为大脑提供养料。早期研究表明，在分子水平上，运动对人类大脑最强的生长因子——脑源性神经营养因子（Brain Derived Neurotrophic Factor，BDNF）具有强烈的刺激作用。脑源性神经营养因子能够帮助健康组织的形成，而且它对大脑中某些神经元产生类似肥料的促生长作用。这种蛋白质可以保持现有神经元的年轻和健康，促使它们彼此相连。此外，它还能促进神经形成，在大脑中形成新的细胞。对BDNF最敏感的细胞位于与人类认知密切相关的海马区域。运动增加了这些细胞内可用的脑源性神经营养因子的水平。实验室进行的动物实验数据显示，运动得越多，受试动物大脑中这种肥料就越多。有学者认为，这种机制同样也能发生在人类的身上。