
前一陣子看到了一篇今年 4 月刊登在《nature communications》上的研究,在網路上引起了超多的討論。
研究發現:一般健康的成年人在從事一次 30 分鐘,一週三次,總共 12 週的中強度有氧運動後,他們大腦中膠狀淋巴系統和腦膜淋巴管(mLV)的運作,比起沒有運動習慣的人有顯著的增加,他們腦中一些和發炎相關的蛋白質也下調了,而免疫相關的則是上升。
這代表有運動習慣的人,他們大腦清除廢物的能力是比較強的。
所以研究人員指出,這可能就是運動能夠保護腦神經的一個潛在機制,並強調規律運動對大腦健康的重要性。
剛好我研究所「運動處方專題」的期末報告,做的就是提出預防「失智症」最有效的運動處方,這週就趁這個機會把我蒐集到的資料跟大家分享。
說實在的,我本來就知道運動可以活化大腦,看我兩三年前的文章就知道,但經過較廣泛的文獻回顧後,才發現影響竟然如此的深遠。
今天這篇文章絕對是必須要分享給長輩的前三名,一定要看到最後喔!
對很多人來說,去做跑步這種有氧運動,目的就是減肥,我一開始也是這樣。
讓大家看看我 2011 年的照片:
那時候派駐在中國大陸,常常要和客人應酬,結果吃成這個樣子,那應該是我這輩子體重最靠近八字頭的時候了。
那時候已經單身 9 年的我,一心一意想要交個女朋友,於是就開始了原本我最討厭的跑步。
一開始才跑 2000 公尺膝蓋就開始痛,後來在復健科醫師的建議之下,加強訓練大腿的股四頭肌。
那時又看了一本超級熱血的跑步科普書《天生就會跑》,接觸了赤足跑法,就此展開我的跑者生涯。
於是跑步成了苦悶的外派生活中的出口。
我那時候學到的第一件事情:就是不管心情再怎麼不好,只要換上跑鞋出去跑個半小時,回來一定會開心許多。
上網一查,才知道原來從事一段時間的有氧運動,大腦就會分泌腦內啡這個天然的興奮劑。
我體驗到的就是所謂的 runner’s high。
於是我練得更起勁了,但我覺得光跑步有點無聊,所以那年和朋友去報了人生第一場三鐵。
我穿著一條破泳褲騎著折疊車就去了,連安全帽都是在租車店借的,補給還是用塑膠袋裝,整個超菜,但還是順利完賽。
2012 年跑了第一次半馬 ,成績還算不錯,跑進一小時 50 分。
當年又報了一場標鐵,這次看起來就有經驗多了,雖然還是騎摺疊車,但身形感覺起來精實了不少。
隔年挑戰初馬,為了傳說中的初馬獎座,我挑的是超硬的雙膝硬化馬,成績是四小時 27 分,還不錯。
而接下來就是環遊世界前的大體檢,2013 年的 Challenge Taiwan 226 了。
我還是穿著同一條破爛泳褲,騎著同一台折疊車,而且還穿著風阻超大的外套騎車,感覺就是個觀光客。
我在 T2 還為了換上壓縮褲花了快半小時。
但我永遠記得,當我跑在夜晚的馬亨亨大道,意識到自己真的即將完成兩年前想都不敢想的挑戰時,我的眼淚幾乎奪眶而出。
那是我第一次覺得,自己怎麼那麼棒。
於是我比當初預估時間還早一個多小時衝線,而我牽的就是現在的老婆。
所以最初的目的有實現喔,顆顆。
一直到現在,跑步依然是我情緒的出口。
當我心情鬱悶的時候,我會趁跑步的時候和自己對話,很多心裡的結就因此解開了。
晨跑更是我統整思緒、激發靈感的黃金時段,我許多好點子都是在跑步的時候想出來的。
有些本來寫起來卡卡的文章,跑完之後很神奇地會順暢許多。
在這幾年看了這麼多文獻之後,才知道這些現象都是有科學根據的。
接下來我就來跟大家分享,慢跑這類型的有氧運動有哪五大正面影響,能夠有效活化大腦!
跑步活化大腦的五大正面影響
有氧運動活化大腦產生的生理影響,可以分成急性和慢性兩種。
學術上指的急性影響,就是單次運動的當下或剛結束之後,大腦所產生的生理變化。
而慢性影響就是當你跑了幾個月甚至超過一年之後,大腦的結構或功能所發生顯著和持久的改變。
最重要的急性影響包括以下五個:
第一:增加有利神經可塑性的因子
這些因子中最著名的就是 BDNF 腦源性神經營養因子了,它不但可以促進突觸可塑性,還可以增加海馬迴的神經新生。
單次運動所引發的 BDNF 激增,能夠幫助我們學得更快,記得更牢。
運動也可以暫時提高 IGF-1 類胰島素生長因子的濃度,它也有助於神經元的存活。
這兩個是運動後會產生的最能夠活化大腦,預防神經退化的因子。
第二:促進大腦血流以及血腦屏障的調節
從事有氧運動的時候全身的血液流動會加快,大腦的血流也會同步上升。
這可以為大腦組織提供更多氧氣與葡萄糖。
這種急性的腦部灌流增加,能即時的將能量供應給前額葉皮質等區域,被認為有助於改善注意力跟大腦的執行功能。
而有氧運動時所產生的血流剪應力,可以短暫提高血腦屏障的通透性,讓周邊組織分泌的生長因子更容易進入腦內發揮作用。
另一方面,運動產生的抗發炎作用,也可以有助於血腦屏障的完整,幫助大腦在平時更能阻擋外來物質的進入。
簡單說,運動可以幫助大腦的防護罩收放自如。
第三:腦部代謝與粒線體功能
在運動期間,骨骼肌肉所產生的乳酸鹽 lactate 可以透過血液運送至大腦,被星型膠質細胞攝取並轉換為能量供神經元使用。
乳酸鹽比起血糖更容易被腦細胞利用。
這提供了大腦另一個即時的能源,同時乳酸鹽本身也被視為訊號分子,可以觸發分泌 BDNF 的路徑,進一步增進突觸可塑性。
短期運動還會增加大腦的氧氣利用率並且提升粒線體呼吸作用。
這還可以活化海馬迴神經元裡的 PGC-1α 等關鍵調控因子,刺激新的粒線體生成,增加粒線體的數量和密度 。
大家知道嘛,大腦是人類最耗能的器官,才佔 2% 的重量,就能消耗 20% 的能量。
而有氧運動就是一個能夠增進大腦代謝營養素並產生能量的最佳方法。
第四:免疫與發炎反應
急性有氧運動被視為一種溫和的「壓力事件」。
它會引發短暫的全身發炎反應,此時骨骼肌會分泌白介素-6(IL-6)這種發炎物質。
但不同於感染時的慢性發炎,運動產生的 IL-6 會促進抗發炎因子例如 IL-10 的釋放,最終造成抗發炎的效果。
人體是個適應力極強的系統,對於短時間的刺激,都能夠動用資源來讓身體回到穩態。
所以運動就是一個訓練抗發炎機制的好方法。
第五:增進大腦認知功能
這個是我最有興趣,而且已經常常拿來用的一招。
有一篇發表在國際知名期刊《大腦研究》(Brain Research)上,已經有兩千四百次引用的統合分析研究發現:
單次運動對於認知功能的表現,確實有著「小但顯著的正向效果」,包括處理資訊、思考、學習、記憶力和解決問題能力等。
這篇研究的第一作者就是我的指導教授,張育愷老師喔!
這裡的「顯著」指的是統計學上的意義,表示這種效果不太可能是偶然發生的;
而「小型」則是提醒我們,不要期待跑個步回來就突然變成天才,但確實存在可測量到的改善。
分析結果發現,無論是在運動中、剛結束後,還是稍作休息後進行認知測驗,都觀察到了這種小型的正面效果。
那下一個問題是:要做多大強度的運動,做多久,效果最好呢?
這個研究發現:如果是在運動完馬上做測試,則非常輕度、到中等強度的運動,對認知功能都有幫助。
如果是運動完超過 1 分鐘之後才做測試,則越高強度的運動的效果越好。
而且在 11~20 分鐘這段期間大腦的表現會最好,接著效果就會慢慢減退。
至於運動本身的長度呢?
研究發現:如果只做了 11~20 分鐘的運動,對於認知功能反而有負面影響,大於 20 分鐘就會開始有正面的幫助。
我本來就知道早上跑步之後文章會寫得比較順,現在看了這個研究,我才突然想起來:
如果我錄 Podcast 前有先做運動的話,當天的訪問狀況會好很多。
像我訪問郝哥那天,早上就是先從新店揹著器材騎了 40 分鐘的 YouBike 到台北車站。
難怪那天腦筋動得特別快,一個多小時的節目一氣呵成,超級順暢。
這集一個多小時的節目也已經七萬多人觀看了,強烈推薦給大家。
以上這五種單次運動經由活化大腦形成的正面生理影響,如果你養成運動習慣持續下去,那就會轉換成為長期的生理適應。
接下來就讓我來一一介紹。
大腦對長期有氧運動的適應
其實長期有氧運動對大腦的正面幫助,一言以蔽之,就是強化並且鞏固所有短期正面影響啦!
BDNF 又被稱為大腦的肥料,規律且持續的有氧運動,就能夠為大腦源源不絕地提供肥料。
最能夠受益的就是負責記憶的海馬迴了。
隨著年紀的增長,海馬迴是不可避免的會逐漸萎縮的。
但有了源源不絕的 BDNF,海馬迴就有可能不會萎縮那麼快,甚至還可能變大喔!
這可能有助於讓中年人維持良好的記憶力。
有一篇 2022 年刊登在 nature communications medicine 的統合分析發現:
有氧運動對於沒有失智症的 55 歲以上中年人來說,的確有改善情節記憶的功效。
再來,長期有氧運動已經被證實可以改善腦部血流的灌注以及微血管結構。
運動訓練所引發的血管新生,在動物模型中已有明確證據了。
持續幾個禮拜的跑輪運動,可以讓小鼠的海馬迴毛細血管密度顯著增加,VEGF 表達上升。
這說明新生血管為腦組織帶來更多養分和氧氣。
在人類身上,一項發表於 2023 年的隨機對照試驗顯示:
經 1 年的中等強度有氧訓練之後,老年受試者的顱內血流量較對照組提高,同時頸動脈硬度降低、腦血管阻力指數也顯著下降了。
更重要的是,他們的記憶力和認知功能也跟著進步。
在腦部代謝與粒線體的變化上,隨著訓練累積,腦細胞的粒線體數量與功能會增強,這使得大腦更有效率的使用能量。
除了能夠更輕鬆地應付日常生活的任務以外,遇到一些特別燒腦的情境,像我現在的工作和研究所的課業,也能夠勝任愉快。
持續運動也能夠讓身體處於較不容易發炎的狀態。
有一個很有趣的研究我一定要拿出來分享。
這是一個刊登在自然期刊的研究:
研究人員把持續跑步 28 天的老鼠的血漿,輸給久坐沒運動的老鼠。
結果發現被輸血的老鼠腦中,因為實驗所特意誘發的發炎反應減少了。
這個實驗證實了「跑者的血漿」中,有一些可轉移的抗炎運動因子,這些因子對大腦是有益的。
最後講到大腦認知能力。
除了前面提到的可以增加老年人的情景記憶以外,有一篇 2022 年刊登在 JAMA Network Open 的隨機臨床實驗發現:
在 109 名超重或過胖的孩童中,運動顯著提升了他們的智力和認知靈活性,對學業表現也有正向但幅度較小的顯著影響。
總之,如果有一種威力最強大且免費的健腦聰明藥,那有氧運動絕對是排名第一。
以上就是今天的內容!希望對你有收穫。
其實隨著自己漸漸步入中年,跑步對我來說,早就不是為了要減肥維持好身材了。
跑步現在是幫助我活化大腦的最佳良藥,也是讓我能夠在晚年還能夠隨心所欲上山下海的最佳策略。
疫情前我去了一趟紐西蘭,想要規劃一條海外腳踏車旅行的路線。
我途中住在 Lake Wanaka 旁邊的青年旅社,準備隔天去走一條附近最熱門的健行路線,登上 Roy’s Peak。
出發前,我看到一個肚子有點大,頭髮和鬍鬚都已經變白的老先生,坐在旅社門外看著湖景。
我騎著腳踏車到登山口,花了兩個小時就登頂了。
回過頭來,看到一頭綿羊對我微微笑,牠背後就是絕美的瓦納卡湖。
這跟在旅社外面看到的湖景,完全不是同一個等級的啊!
我那時候下定決心,當我到了那位老先生的年紀時,我一定還要有能力爬上來,親眼看到這個景色。
這是我持續運動的最大目的。
跑步讓我的 VO2 max 持續維持在高檔,讓我更有信心在老了之後還能活動自如。
跑步也讓我的大腦認知功能保持顛峰,在工作和研究上得心應手。
跑步還讓我的頻道迎來第一次快速成長,Zone 2 這集節目的觀看已經破百萬了。
跑步也促使我在運動科學這個領域更加精進,現在進入研究所就讀,準備進一步攻讀博士。
最重要的,跑步促使我設下一個這輩子可能都沒辦法達到的目標:我想要讓一億個人養成運動習慣。
我認為這是我對這個世界能做出的最大的貢獻。
但這個目標我一個人是絕對辦不到的,我需要尋找志同道合的夥伴。
所以我除了下半年會啟動的線上社群,利用夥伴的力量來互相鼓勵以外,我也會開始連結各個領域的專家。
我希望讓社群中的成員們,都能夠獲得最專業的知識。
他是華人世界中最早開始推廣科學訓練的耐力運動教練之一。
他後來更成為 Garmin、Under Armour 等國際品牌簽約的跑步教練,幫助許多人找到跑步的樂趣,並且突破 PB。
因為興趣和熱情的驅動,他在十幾年前就博覽歐美頂尖耐力運動科學家的著作。
他也將這些知識轉譯成較容易吸收的方式,介紹給華語世界的運動愛好者。
最令人佩服的是,東華中文研究所畢業的他,更把這些科學方法融合了東方哲學。
他自創出一套不但可以練身、更可以練心的 KFCS 訓練系統,成為許多跑步教練的教練。
我去年參加了他的線上全馬訓練營,相當佩服他極度嚴謹而且循序漸進的教學邏輯。
但我最受用的,是他常常掛在嘴邊的一句話:「要好好呵護自己愛跑步的心」。
超級開心他終於把這套全世界獨一無二的系統製作成線上課程,我也很榮幸成為推廣夥伴。
只要使用影片敘述的連結,結帳時輸入 SHOSHO,你不但可以獲得 250 元的折扣,我也可以收到一部分的分潤。
這都會幫助我往這個不可能的任務向前邁進一步。
而我也特別跟我最愛用的跑步 app RQ 的老闆叉傑克要到一個優惠:
只要用我的折扣碼購買課程,填寫這個表單,我們會在課程上線的時候,送你 RQ 白金版會員兩個禮拜。
這配合國峰教練的課程,絕對是如虎添翼啊!
不管怎樣,我真的好希望你也能一起來體會跑步帶來的喜悅。
如果有一天在跑道上相遇,你跟我說妳也是那一億分之一的話,我一定會跟你大大擊掌的!