非剧烈运动可以促进老鼠大脑内海马体部位产生全新的大脑细胞和星形胶质细胞。此外,开始运动后的数分钟至数小时内,脑源性神经营养因子水平也会得到提高。但研究表明,并非所有运动都可以带来相同的效果。
在一项研究中,研究人员把老鼠分成三组,每组老鼠分别实施一项不同的运动,实验时间持续7个星期。(有一组老鼠作为对照组,它们不做任何运动。)
A.研究人员在第一组老鼠的范围内放置了一个跑步轮,只要它们愿意,它们随时可以进行慢跑。
B.研究人员要求第二组老鼠进行重力训练。(这一组老鼠的尾巴必须拖着轻小重物爬墙。)
C.研究人员要求第三组老鼠进行15分钟的高强度间隔训练(HIIT)。然后,研究人员强迫它们在跑步机上快速跑步3分钟。休息两分钟之后,再重复以上动作三次。
在与对照组对比时,重力训练(B)对神经形成没有任何影响,高强度训练(C)则对神经形成有一点点影响,而自愿、快乐且轻微的慢跑(A)对神经形成的影响最突出。老鼠海马体部分生成的新大脑细胞数量与其在实验的七个星期内慢跑的总距离有关。这一发现有力地证明了之前研究的结果,即与剧烈运动相比,轻松运动对理性大脑的成长更有利。研究结论同样适用于人体状况。一项研究表明,如果老年人坚持每个星期做三次适度强度的运动,坚持一年后,他们就可以在一至两年内逆转老年化海马体萎缩。
运动不仅有利于大脑的成长,还能提高记忆力、学习能力以及总体的认知能力。睡眠不足会减少脑源性神经营养因子的水平。一项对动物的研究发现,连续四个星期的跑步规律运动就可以有效防止记忆力衰退,并改善因睡眠不足导致的脑源性神经营养因子水平下降。
运动过度就像慢性压力一样,是不利于身体的。虽然剧烈或者过度运动也可以改善心肺功能,但是它们可能会使海马体发生萎缩。在一项研究中,研究人员要求十七位健康男性参加一项为期六周的高强度体型训练。研究对象必须每个星期做三次这样的运动,每次运动必须持续60分钟。研究人员时刻监控研究对象的运动强度,在了解研究对象身体承受能力的基础上给他们设定合理的强度,以确保每个人运动的强度一致。六个星期之后,这些年轻的志愿者的身体状况得到显著改善,他们的最大VO2提升了5%。虽然最大VO2有所上升,但是他们的海马体大小却平均萎缩了2%。学界尚未找出海马体萎缩的原因,但不管什么原因所致,萎缩的发生与脑源性神经营养因子水平的下降有关。训练结束后,炎症因子TNF-α显著上升。剧烈运动可能导致炎症(这一点在第六章会详细提及),而高水平的炎症因子会损害突触,阻碍学习能力和记忆能力,这些可能就是海马体萎缩的原因吧,至少是部分原因吧。
多少运动量为之过度?运动科学家利用乳酸盐临界值衡量运动的强度。研究人员利用一只老鼠进行试验,他们要求老鼠进行约六个星期的运动。研究发现,低于乳酸盐临界值的运动能够刺激老鼠的神经形成,而高于乳酸盐临界值的运动则不能。人体内的乳酸盐临界值与老鼠不同,但我们可以尝试估计人体的运动强度临界值,因为运动强度临界值可以起到与乳酸盐临界值同等的效果。
但最好的方法还是让健康专业人士测量自己的乳酸盐临界值。如果条件不足,我们可以根据经验法则行事。一般来说,当运动导致心率达到最大心跳速率的85%至90%时,我们就处于乳酸盐临界值。通常我们可以通过用220减去年龄来大概估算自己的心跳速率。如果你四十岁,你的乳酸盐临界值可以通过每分钟160的心跳速率来估算。如果我们用老鼠的实验结果来推断,那么我们只需要确保低于160的心率就能避免过度炎症。在进行高强度运动训练时,我们的心率可能会超过这个临界值,这就是为什么实验中老鼠进行的高强度训练不能像期待的那样促进神经形成。
动物研究表明,在高温或者低温环境下运动可以促进理性大脑的成长。实验表明,老鼠在高温(99.5华氏度 )或者低温(40.1华氏度 )的环境下连续运动五天比在室温下连续运动五天所生成的新大脑细胞要多。研究还发现,长期处于轻微高温的环境可以促进老鼠的神经形成。此外,如果老鼠在经历严重的大脑创伤前连续四个星期处于93.2华氏度 的环境下,他们会比其他老鼠恢复得更快。
理性大脑的高速成长及高度活跃必须依赖智力大脑的参与,但是没有外在因素的刺激,智力大脑是不会主动成就理性大脑的。与其他所有智慧生物一样,人类的智力大脑相当懒惰。如果没有明确动机,智力大脑是不会浪费其丝毫能量的。因此,我们需要给自己创造一个完美的理由,就像用一根短棍吊起萝卜引诱兔子一样,这样我们的理性大脑才会变得活跃。
“萝卜”可以发挥两方面的作用:激发我们挑战的决心以及引起我们的好奇心。在分析信息、形成策略的过程中,我们可以旧法新用,于是我们顺利克服挑战。当我们处于新环境时,必须学习如何适应,观察原因与结果的关系,识别新的环境规则。为此,我们必须依据新的人际网络和关系做出适当的行为,而这些行为会引起前额皮质以及海马体的高强度突触活动。能够提供挑战与新奇物体的环境被称为环境丰容(EE),它可以改善理性大脑的活跃程度。
越来越多的动物研究表明,环境丰容可以缓和慢性压力的影响。目前为止,尚未有足够的数据证明环境丰容对人类慢性压力的影响,但较早的研究表明环境丰容对人体大有裨益。
在一项试验中,研究人员连续三个星期每天六小时将老鼠置于慢性压力的状态中。试验后,老鼠海马体的突触可塑性受到损害,焦虑感有所增加,工作记忆力也受到影响。之后,研究人员连续十天每天六小时将这群老鼠放置在丰容环境中。丰容的经历完全扭转了它们的焦虑状况,改善了它们的工作记忆力,并且提高了突触可塑性。另一项研究表明,丰容环境能够提高脑源性神经营养因子水平,这可能是突触可塑性提高的原因之一。老鼠实验揭示,环境丰容在提高理性大脑突触可塑性的同时对感性大脑起着相反的作用。慢性压力能促进底外侧杏仁核树枝状的生长,其生长程度与焦虑程度相关。相关证据表明,环境丰容能够逆转底外侧杏仁核树枝状的生长,能够使焦虑水平恢复到正常水平。此外,将抑郁老鼠置于丰容环境之下能够促进抗抑郁药物的疗效。
视频游戏也能够带来环境丰容的效果。在一项研究中,一组视频游戏玩家连续十天每天玩30分钟3D游戏(《超级马里奥3D世界》)或者2D游戏(《愤怒的小鸟》)。十天后,相对于玩《愤怒的小鸟》的玩家以及对照组的志愿者,玩《超级马里奥3D世界》的志愿者的记忆能力和认知技能都有所提高。玩《超级马里奥3D世界》的玩家不仅提高了自己的空间技能,还提高了自己的空间记忆能力。研究人体大脑中的突触可塑性相当困难,但是研究表明,某些大脑部位,例如前额皮质和海马体主管的认知能力的改善以及记忆能力的提高就是该部位突触可塑性提高的结果。
相似的,音乐训练也可以起到环境丰容的作用。接受音乐训练时,我们在遵守复杂规则的同时整合听觉信息与视觉信息。在一项对象为六十岁至八十四岁人的研究中,研究人员发现四个月的音乐训练可以改善心情、提高认知技能、改善注意力以及提高管理功能。
如果觉得自己的工作呆板无聊,那不妨尝试给自己的日常注入刺激且富有挑战性的活动吧。在最近的一项个案对照研究中,研究人员对一组中年生产工人进行了研究。研究对象在过去的七年中一直做着相同的工作。研究揭示,那些在工作中经常接触新鲜事物的生产工人,他们的认知技能比志愿者略胜一筹。米哈里·契克森米哈赖关于“心流”的研究表明,只有在接受挑战的时候,我们才能进入“心流”状态,而那些能够将“心流”状态注入自己日常生活的人就能少受压力的折磨。如果工作千篇一律,那不妨考虑换种做事的方法,或者给自己找点挑战性的任务。在接受眼科手术培训的时候,在确保自己能够安全执行白内障摘除手术的所有流程之后,我们导师鼓励我用另一只手练习显微外科手术。在其整个职业生涯中,我的导师总是喜欢给自己制造一个又一个挑战,于是,即使总是面对同样的情形,他也能够变得创意十足。这一优秀的特质成就了他,使他最终成为白内障摘除手术的先锋。经过反复的自我训练,他甚至可以在手术中灵活地移动眼球,这使他能够免去局部麻醉这一步骤。他在医学界硕果累累,他永远是大家心目中的医学专家。
千万不要让自己感到无聊。尽量想办法刺激自己的大脑吧。
抓住每个机会,迎接新鲜有趣的经验吧。
多项研究表明,如果动物摄入的卡路里比身体必需的卡路里少,其海马体内的神经形成就会增多。控制卡路里的摄入说不定也对人体大有裨益。研究人员要求一组健康的老年志愿者(平均年龄为60.5岁)比平时减少30%的卡路里摄入量,持续时间为三个月。研究结果表明,这组志愿者的记性有所改善。
不要刻意限制自己的卡路里摄入量,只需要合理地把摄入量控制在身体所需量之内,把这当成重要的生活习惯吧。
请知悉:控制卡路里并不是神经性厌食症,厌食症患者会遭遇营养不足,控制卡路里则是健康的行为。请在医生的指导下控制卡路里摄入量,这是非常重要的,否则我们的健康就会受到威胁。
姜黄色素是香料姜黄的一种成分,研究表明,姜黄色素能够增加老鼠体内的神经形成,增加的神经形成受姜黄色素剂量的影响。将一组老鼠置于慢性压力的状态下,它们大脑中某些部位的脑源性神经营养因子水平就会下降,它们会变得抑郁,精神也会受到折磨。但是在一项试验中,研究人员给老鼠服食姜黄之后,上述症状有所缓解。目前为止,至少有两项双盲、对照、随机实验证实了姜黄对于人体有抗抑郁的作用。服食纯天然的姜黄吧,尝试之后你就会发现它比提取的、加工后的副食的疗效更加显著。