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怎样锻炼可以变得更加聪明
By GRETCHEN REYNOLDS
2012-04-18

丹.赫尔利在“如何使我们变得更聪明”这篇探索性文章中谈到：“进行智力训练游戏有好处”可能不过是一种推测。但确实存在着从容有效的办法可以让你更加聪明——散步或者游泳。而且，这已被证明是有科学根据的。十多年来，神经学家和生理学家一直在收集关于锻炼和智力之间有益关联的证据。最新的调查结果清楚地说明，两者之间不仅有关联，而且关联很密切。在刚刚过去的几个月，科学家用最尖端的技术对单个神经元的运行方式和大脑物质的组成进行了分析。他们发现，运动似乎可以构建一个能耐受物理收缩的大脑，而且能提高认知能力的适应性。最新的神经学研究表明，运动对思维的支持，比我们所想象的要大得多。

最有说服力的证据来自对实验室动物所进行的几项新的研究。这些动物被关在热闹、使之兴奋的笼子里，即长期以来被认为是所谓的“丰富”环境中 —— 充满了玩具和令人着迷的新奇活动 —— 用以提高实验室动物智力的活动。多数情况下，这类环境丰富的内容还包括一个转轮，因为大多数老鼠都喜欢跑来跑去。直到最近，几乎都没进行过什么研究去弄清楚：跑步和玩新颖玩具，或者跑步和让大脑进行心率不致加速的其他活动之间，到底哪种方式所产生的效果更好。

于是，去年，贾斯汀.S.罗德斯（伊利诺斯大学贝克曼尖端科技研究所的心理学教授）带领其团队，将四组老鼠置于四个不同的生活环境中进行研究。第1组住的地方感官和味觉刺激充足，吃的是坚果、水果、奶酪，食物上偶尔还撒上肉桂，并配有不同口味的水以助下咽。笼子的一个角落有几间五颜六色的塑料拱形小屋，那是“床”；笼里充斥着各种霓虹色彩的小球、塑料管洞、能咬着玩的积木，甚至还有镜子和跷跷板。第2组老鼠享受同样的“待遇”，但多了几个转轮。第3组的笼子里没任何装饰，且食物单一。第4组老鼠的“家里”只有几个转轮，没其它玩具或美食。

研究开始时，对所有动物都进行过一系列的认知测试，并给它们注射了一种使科学家可追踪其大脑结构变化的物质。然后，老鼠有的跑动，有的玩耍。而所处环境单调的老鼠，几个月都只是懒洋洋地待在笼里。

之后，罗德斯小组对老鼠进行相同的认知测试，并检查其脑组织。结果证明，所处环境有玩具及美味食物的老鼠，不论具有何种刺激，其大脑并无改善。

“只有一样东西起了作用，”罗德斯说，"那就是笼里是否有转轮。" 因此而得到运动的老鼠，无论所住笼子的环境是否丰富，大脑都比较健康，而且在认知测试中比其他老鼠的表现要好得多。那些没有跑动的老鼠，无论所处环境如何丰富，即使长时间处于罗德斯小组所提供的复杂的空间中，智力也未提升。“老鼠喜欢玩具，”罗德斯说，“很少冒险到笼子中空旷的安静之处。但是，除非它们同时还进行锻炼，否则，不会变得更聪明。”

为什么锻炼能增强智力而思考却可能不行呢？大脑像所有的肌肉和器官一样，是一种相互交织或相互联系的组织，其功能因未充分使用和年龄增长而下降。大多数人从20大几近30岁时，开始每年会失去约1％的海马体，海马体是大脑中与记忆和某些类型的学习能力息息相关的重要成分。

运动似乎能减缓或逆转大脑的自然衰退，就像运动作用于肌肉一样。虽然直到最近，科学家仍然认为：人类生来所具有的脑细胞的数量是一定的，不会再生。但现在，他们有了新的认识。上世纪90年代，研究人员在尸检中使用一种能标记新生细胞的技术对成年人大脑进行测定时，发现了相当多新的神经元。而这些新生细胞在海马体中的发现尤为明显。这表明：神经——或者说新的脑细胞的再生——主要是在那里进行的。更令人振奋的是，科学家发现，运动能推动新的神经的形成。跑了几周的老鼠，海马体新生的神经数量，大约是那些几乎不动的老鼠的两倍。它们的大脑也像肌肉组织一样增大。

运动对新神经元的形成所产生的影响不可言喻，这确实令人非常吃惊。脑细胞只有进入到现有的神经网络中才能提高智力。但很多脑细胞只在大脑中漫无目的地移动，很快便衰亡，对智力的提高并无作用。

不过，还是能把神经细胞拉入神经网络的，方法之一就是学东西。2007年的一项研究表明，如果让老鼠练习走水迷宫（此项测试主要是认知方面而非体力方面的的训练），那么，老鼠的新的脑细胞会以环状运动的形式进入神经网络，但数量非常有限。研究人员对老鼠的大脑活动进行研究后发现，只有当老鼠再次走迷宫，而非进行其它认知方面的任务时，那些极其兴奋的新的脑细胞才会产生冲动。这个学习过程在老鼠的新细胞中有编码记录，但并未在老鼠这类啮齿动物的其它类型的思维活动中被记录。

另一方面，锻炼似乎能使神经元变得敏捷。研究人员在另一项单独的研究里让老鼠跑动，老鼠的大脑很容易就将许多新的神经元连接到神经网络中。但这些神经元只在老鼠跑动时才被激活。当老鼠反复练习其认知技能，比如在探索陌生环境时，也能激活那些神经元。因为跑动而非学习，才使老鼠生成可进行多项任务的脑细胞。

锻炼是如何在分子层面上重塑智力的，这个问题尚未完全清楚。但研究表明，锻炼能增加所谓“脑源性神经生长因子（B.D.N.F）”。这种物质能强化细胞和神经轴突，加强神经元之间的连接，还能激发新的神经系统的形成。科学家无法直接研究人类大脑是否存在着类似作用，但却发现，大多数人在锻炼之后，血液中都显示出较高的脑源性神经生长因子的水平。

几乎没有研究人员认为，B.D.N.F.的较高水平就能对所有与锻炼有关的大脑变化作出解释。整个过程差不多肯定包括多种复杂的生化和遗传过程。例如，最近，对年龄大的老鼠的大脑进行研究发现，当它们开始跑动时，大脑中有117种基因与那些不动的老鼠的基因不同。老鼠在锻炼时，大脑中的很多基因都可能表现出不同，而科学家们看到的不过是其中很小的一部分。

任何一种运动是否都能产生如此引人注意的效果呢，这个令人很感兴趣的问题亟待解答。伊利诺斯大学贝克曼研究所主任及运动和大脑研究的著名专家、心理学家和神经科学家阿瑟·F·克莱默说：“现在尚不清楚，这类运动是否必须是耐力运动。”过去几年里，有为数不多的几项研究发现，在坚持举重一年而未进行其它运动的老年人中，认知能力得到了提高。但截至目前的大多数研究及所有的动物实验都表明，这类运动包括也跑步或其他有氧运动。

然而，从最新的科学信息得知：不管进行什么运动，不一定得高强度才对大脑有益。在2011年的一项重要研究中，120位老年男女被要求进行步行或拉伸运动。一年之后，步行者的海马体比较大，而做拉伸运动那组的海马体仍正常萎缩。步行者的血液中也显示了更高水平的脑源性神经生长因子，而且他们在认知测试中比拉伸运动组表现要更好。

研究人员得出的有效结论是，步行者已经恢复了两年或更长时间的海马体年轻状态。65岁的老人仅仅通过步行就可获得如63岁的脑部活力。人人都在担心：随着步入老年，我们会慢慢地变得弱智。上述消息真是令人鼓舞！

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