撰文╱瑞查倫、亞歷山大、翻譯╱林慧珍
過去幾十年來，人們一直認為成熟大腦無法長出新的神經元。個體在成年期，思考能力就逐漸走下坡，大腦神經元開始退化，不再補充新的神經元。但是越來越多證據顯示，成年人的大腦能夠長出新的神經元。
運動可減少海馬回萎縮
美國加州拉荷雅沙克生物研究院的蓋吉與普瑞格帶領研究團隊，於1990年代發現小鼠跑步能使海馬回長出新的神經元，並指出這個過程與一種稱為腦源神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）的蛋白質生成有關。小鼠全身各部位及大腦都會產生BDNF以增進神經元的新生及存活。
這些研究結果之所以令人吃驚，是因為健康人類在老化過程中記憶變差的現象，與海馬回萎縮有關；神經退化疾病（例如阿茲海默症）患者的海馬回萎縮更嚴重。這些從齧齒類身上獲得的發現，讓我們初步見識到運動如何減少海馬回的萎縮。
有氧運動 可以強化海馬回
繼動物實驗之後，研究人員繼續進行一連串研究，證明有氧運動也能促進人體生成BDNF，並強化重要腦區的結構（體積及連結度），包括海馬回。艾瑞克森與克雷默在伊利諾大學香檳分校進行一項隨機試驗，發現連續12個月的有氧運動能提高BDNF含量、增加海馬回體積，並改善老年人的記憶。
長期中度運動 海馬回體積較大
其他研究人員也發現了運動與海馬回之間的關聯。2019年，我們發表一項針對英國7千多名中老年人的研究結果。我們證明，花較多時間從事中度到劇烈運動的人，海馬回體積較大。儘管目前還無法斷言這類運動對人類的影響，是否與神經元新生或其他型式的大腦可塑性（例如現有神經元的連結增加）有關，但這些結果都顯示，運動對大腦海馬回及認知功能確實有好處。
刺激認知功能 對大腦好處更多
另外，能刺激認知功能的運動對大腦有更多好處。研究人員以輕度認知障礙（與阿茲海默症的罹患風險較高有關）的患者為對象，測試同時運動和執行認知任務的治療效果。到目前為止，邊運動邊玩需要動腦的電玩遊戲，可能對輕度認知功能降低的人有所助益，也可能比單獨運動更能刺激BDNF分泌。這些發現進一步強化此一論點：運動可能是藉由BDNF的作用為大腦帶來好處。
我們在研究中挑選一些隨年齡增長而退化且可能是覓食過程必需的認知功能，用來開發一款挑戰遊戲。玩家在遊戲中必須以中等有氧強度騎車，同時執行需要空間導航、注意力與記憶的任務。為了評估以這種方式提高健康成人認知能力的潛力，我們比較邊玩遊戲邊運動組、單純運動組、單純遊戲組以及只觀看自然風景影片的對照組。到目前為止的結果符合我們的論點。
還有許多其他研究團隊正在測試運動與認知任務的各種結合方式，也許在不久的將來，會更清楚如何有效運用它們來支持並增進個體健康，以強化及認知功能相關疾病患者的認知能力。
儘管制定運動結合認知任務的具體辦法還言之過早，但可以肯定的是，年齡漸長之後，運動是保持大腦功能的關鍵因素。根據美國衛生暨福利部的指南建議，每星期至少應進行150分鐘中等強度的有氧運動或75分鐘的劇烈有氧運動。能達到或超過這些運動建議量，會對身體有益並可能改善大腦健康。（摘錄）
本版取自《科學人》雜誌2020年4月號，更多的內容歡迎閱讀《科學人》雜誌。
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