導語
為什么明知道運動有用,還是邁不開腿?因為你知道的用處還太小。
作者用嚴謹的神經科學發現,條分縷析地論證了運動可以魔力改造大腦;壓力、焦慮、抑郁、低效等種種困擾,可以隨著運動云散煙消。
運動最大的魅力,就在于它能讓大腦處于最佳狀態。無論是實驗、案例、原理還是行動的具體方法,都令人信服,更令人鼓舞!
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作 者 簡 介
[美] 約翰?瑞迪
哈佛大學醫學院臨床副教授,臨床精神病醫生、跨學科研究專家、暢銷書作者,國際公認的神經精神醫學領域專家。1997年榮獲美國最佳醫生稱號。發表超過60篇權威學術文章,出版8本書,被翻譯成14種語言。
[美] 埃里克?哈格曼
美國《戶外》雜志、《大眾科學》雜志編輯,2004年榮獲美國年度最佳體育寫作獎。
精華解讀
一、運動原理:越動越多的腦細胞
人人都知道,運動可以強健體魄,但很少有人明白其中原理。熱愛運動的人,只知道運動能解壓,能讓人愉悅,卻不知道我們感覺欣快的真正原因是:運動讓大腦處于最佳狀態。這個結論有著堅實的神經科學的理論依據。
運動平衡大腦
神經元分支間的連接點是突觸。突觸之間并不真正觸碰,神經學家所說的“連接”,是指建立一種聯系。神經元工作的機制是:電信號沿著軸突傳導到突觸,在突觸這兒神經遞質攜帶化學信號穿過突觸間隙,與另一端神經元樹突上的特異性受體結合,就此打開神經元細胞膜上的通道,并將這種信號轉化為電流。
大腦中約80%的信號是由兩種神經遞質傳送出去的:谷氨酸鹽和γ-氨基丁酸。前者刺激神經沖動,后者抑制沖動。它們和血清素、去甲腎上腺素、多巴胺等神經遞質一起調節大腦的活動。
失衡的大腦會引發抑郁癥、焦慮癥和強迫癥。現有的大多數改善精神狀態的藥物,都是以調節這些神經遞質為目標的。事實上,長跑1600米就能產生和服用藥物一樣的效果,因為運動提高了神經遞質的水平。
運動讓大腦成長
神經遞質執行信息傳遞,調節大腦平衡,而另一些神經營養因子則負責建立、保養神經細胞回路,構成大腦自身的基本結構。其中最有名的就是腦源性神經營養因子,簡稱BDNF。它被稱為“大腦的優質營養肥料”,是大腦的可塑性的重要推手。而運動會讓這種神奇的腦細胞肥料變多。
1995年,卡爾·科特曼在一個為期4年的關于老化的研究中發現,那些認知功能衰退極小的人呈現出三點共同因素:教育、自我效能感和運動。當時前兩個因素對大腦的影響人所共知,只有運動讓人費解。于是,他設計了一個測量BDNF與運動關系的實驗。他斥巨資設計了實驗設備:不銹鋼轉輪。好在,參與實驗的老鼠非常喜歡這個運動器材,一晚上能跑幾公里。解剖結果表明,跑得越多的老鼠,大腦內的BDNF水平就越高。
運動誘發神經新生
很長時間以來,人們都認為神經元的數量是恒定的,只能被消耗,不能新生。但是當科學引入先進的成像儀器后發現,用來監測癌癥擴散的染色劑,居然出現在晚期患者的海馬體中。這也就是說,神經元像其他身體細胞一樣,在分裂生長。而實驗證明運動會誘發這種“神經新生”。
1998年,在一個由神經學家彼得·埃里克森領導的實驗中,科研人員把運動和不運動的兩組老鼠困在水池中,測試它們對逃生路線的記憶程度。結果,運動的老鼠每次都能更迅速地徑直找到安全地帶。解剖發現,運動老鼠的海馬體中,新干細胞的數量是不運動的老鼠的兩倍。
當然,這并不意味著,跑1600米你就能變成天才。新生的神經元是完全空白的干細胞,要經歷一個發育的過程才能形成神經細胞,在這個過程中,它們必須找到事情做才能生存下來。一個新生的細胞要經過28天才能加入到一個神經網絡中,如果我們不使用新生的神經元,就會失去它。
科學家發現,運動產生大量神經元,而環境優化的刺激則有助于神經元的存活。也就是說,體育課為大腦提供了學習所需的原料,而課堂上的學習則促使新生的神經細胞連接到神經網絡中。2007年,德國研究人員發現,人們在運動后學習詞匯的速度比運動前提高了20%。
二、運動功效之改變壓力狀況
壓力是必須的,沒有好壞
壓力是個囊括廣泛意涵的概念,但究其根本它是指身體平衡狀態的一種威脅,一種對適應的要求。在大腦中,任何引起細胞活動的事情都是一種壓力方式,哪怕是神經元發送信號,也會在細胞上產生破損和裂縫。壓力就是壓力,無所謂好壞,問題是它的輕重和持續時間。
20世紀80年代,美國能源部曾經針對從業人員進行過一次輻射暴露對健康影響的研究。兩組工作相同的工人,一組接觸的材料中有輕微的輻射,另一組則不含輻射。經過8年的跟蹤研究,科研人員發現,暴露在低劑量輻射下的工人的死亡率竟然比對照組低24%。難道輻射讓人更健康?
深入研究后人們發現,輻射是一種壓力,它會損傷細胞,但低劑量的壓力,在大腦中反而起到了疫苗的作用:在有限的程度下,壓力觸發了大腦的過度補償機制,從而使它們自身做好迎接未來挑戰的準備。這種現象被神經學家稱為:壓力接種。當然,高水平的輻射會直接殺死細胞,導致癌癥。
壓力結果的差異,既有劑量的因素,也有不同個體應對方式的因素。你選擇處理壓力的方式,不僅能改變你的感覺,還能改變你的大腦。如果你只是被動反應,或者完全走投無路,壓力就會變成巨大的危害。在壓力中待久了,壓力很可能變成慢性壓力,緊張情緒成為生理壓力,應激反應引發連鎖反應。
壓力讓人專注,也可能讓人上癮
重度壓力會激活杏仁體,引發“打或者逃”的應激反應。在應激狀態中,杏仁體為眼前的需求立刻行動,集合一切資源來調動身體和大腦。腎上腺素突然在體內聚集,使心跳和血壓增加,肺部支氣管擴張,以便向肌肉輸送更多氧氣。腎上腺素與肌肉紡錘體結合,增加肌肉的靜息張力,讓肌肉做好爆發運動的準備。
因此,在特定的情景下,壓力能促使人迅速專注起來。一些注意力缺陷多動障礙患者,甚至會給人壓力上癮的印象,他們必須受到壓力才能集中注意力,當一切都很好時,他們甚至會挑起事端,在潛意識中創造壓力。
應激反應之后,杏仁核提供恐懼或激動的情感內容,海馬體提供時間、地點、事件和方式的背景,把發生的事情銘刻成記憶,為將來做參考。把壓力處境刻錄成記憶,顯然是一種具有進化優勢的適應性行為。問題是,過大的壓力會蠶食刻錄系統本身。
從肚子看你的壓力值
你如何才能判定自己的壓力值是否過度呢?或許可以低頭看一看自己的肚子。
在應激反應中,皮質醇會發送信號示意肝臟向血液提供更多的葡萄糖,同時關閉某些路口,讓葡萄糖只運送到與“打或者逃”有關的區域。如果這個過程持續不斷,那么皮質醇的這種指示會以腹部脂肪的形式,蓄積在身體中。在慢性壓力下,身體本能蓄積的過剩能量最終形成啤酒肚。那不僅影響體型,更會危害健康。
如何才能越壓越勇,越健康
輕微的壓力可以激活神經元內在的修復和恢復機制。可以說,沒有壓力我們就不會擁有出色的適應和生長能力。運動的壓力可預知、可控制,而且還是你可以自主的。你隨時可以在生活中引入運動,以激活神經元過度補償,變得更加強壯。
面對現存的壓力,運動同樣作用巨大。有一個因為裝修壓力而酗酒的媽媽,在作者的一個極為簡單的建議下,成功戒了酒,心情很愉悅地完成了裝修,并且帶著三個孩子。作者的那個建議就是:跳繩。
跳繩之所以有效,首先是因為通過運動,你會得到一種征服感和自信心。其次,當你逐漸意識到自己具備控制壓力的能力而不用依靠被動應對機制時,你就提高了引發應激反應的壓力閾值。運動不僅可以預防慢性壓力,還能徹底轉變它們,從微細胞到心理的各個層面。
三、運動功效之解決焦慮的根源
人為何焦慮
在應激反應中,焦慮是對威脅的自然反應。大腦判定威脅后,交感神經和下丘腦-腦垂體-腎上腺軸進入高速運轉狀態,焦慮情緒產生。問題是,人類并不只在面對真正的危險時焦慮,想象中的威脅也會讓我們產生應激反應。怕蛇的人,僅僅是想到蛇就會無比焦慮。事實上,如同想象中的蛇,絕大多數焦慮都源于認知上的錯誤解讀。
認知錯誤的部分原因是前額葉皮層對杏仁核失去了有效的控制。科學家掃描焦慮癥患者的腦部后發現,他們的前額葉皮層內負責向杏仁核發送“結束-停止”信號的區域比正常人小。所以,解除警報的信號不能靈敏地發出,杏仁核持續發力,恐懼的記憶相互連接,焦慮就像滾雪球般增長。
運動讓大腦知道,焦慮是一種認知錯誤
2004年,南密西西比大學的一項研究發現,患有廣泛性焦慮癥的被試者僅僅在兩周內進行6次20分鐘的中等強度運動后,焦慮癥狀就大為減輕。其中的原理是:當我們在運動背景下增加心率和呼吸時,我們知道這些生理信號只是運動的產物,是可控、安全且有益的,因而不會引發焦慮。這樣我們就逐漸適應并喜歡上身體被激發起來的感覺。
在生理上,運動會降低肌肉的靜息張力,并增加血清素和抑制神經沖動的γ-氨基丁酸的釋放,由此中斷傳向大腦的焦慮循環。
在焦慮癥的治療中,有一種叫β-受體阻滯劑的藥物廣受歡迎,它對交感神經系統具有靜鎮作用。很多古典音樂家在演出前會選擇服用它,以避免緊張出汗和肌肉僵硬。運動的作用和這種藥物如出一轍,而且你自己就能生產。
跑贏恐懼
焦慮就是恐懼。焦慮癥如此難以治療的原因是,恐懼的記憶一旦被建立,那個特別的通路就駐扎在大腦中了,鮮明得遠遠超過它實際的樣子。想要撲滅焦慮,就要建立新的記憶,并且不斷強化,逐步形成新的神經回路,把觸發器和典型的反應斷開。科學家把這個過程稱為重新歸因。運動是重新歸因最簡易的方法。運動會引發類似于焦慮的生理性癥狀,當你把它和由自己發起的這種可控行為關聯起來,嶄新的記憶會逐步形成,取代恐懼的記憶。
除此之外,運動還通過分散注意力、緩解肌肉緊張、增加大腦資源、提高恢復能力來跑贏焦慮。
每個人在遇到焦慮時的最初反應,都是本能地逃避。但只要能行動起來,你就會發現世界比想象中更安全。如果害怕,不妨為自己找些運動的伙伴。
當然,這些建議主要針對一般性焦慮問題。對于深陷焦慮病癥的病人,作者從來沒有主張運動和藥物二選一,運動只是藥物之外的另一個選擇。
四、運動功效之掙脫抑郁的枷鎖
情緒障礙的生物病因
20世紀50年代,科學家發現一種還處于實驗階段的抗肺結核藥能帶給人“不正常的快樂”。而后,更多提升心情的藥物相繼被發明。突然之間,人們認識到那些一直被認為是心理問題的疾病,或許有著生物學上的解釋。
抑郁有著極為廣泛的癥狀,包括悲傷時人人都可能出現的消極悲觀、急躁易怒、無精打采、自我苛責。不過,抑郁和悲傷并不一樣,悲傷是人類正常的生理狀態,抑郁卻是一種連接的破壞。它不僅破壞生活,也阻斷了腦細胞之間的聯系。
出現連接麻煩的大腦
清晰的大腦成像技術讓人們發現,某些抑郁癥患者的大腦的確出現了問題,不但灰質發生了生理性的萎縮,高含量水平的壓力激素、皮質醇還毀壞了海馬體的神經元。神經元的突觸基本停止生長,樹突也大都枯萎,導致神經元的交流被阻斷。這在一定程度上解釋了抑郁癥患者為什么總是處于消極思維,也許是因為大腦無法擴展旁路來形成替代記憶。
運動剛好是這一新發現的解決對策,因為很早人們就發現運動催生的BDNF可以保護海馬體等區域的神經元免受皮質醇的干擾,讓神經元回復自然的放電狀態。
雙向解決問題的運動
抗抑郁藥大都通過自下而上的一系列活動來發揮作用,首先作用于腦干,然后波及邊緣系統并一直傳到前額葉皮層。所以,服用抗抑郁藥后,我們先感到體力充沛,然后才會感覺憂傷減少。運動的魅力在于,它同時從兩個方向出發解決抑郁癥的問題。一方面它使我們自然而然地行動,激發腦干,釋放精力和激情。另一方面,它通過調節前額葉皮層內的血清素、多巴胺、去甲腎上腺素等化學物質,讓我們感受到愉悅感。而且,與抗抑郁藥物不同,運動全面調節整個大腦的化學物質來恢復正常的信號傳遞。
馬拉松:內啡肽旋風
有一位叫派爾斯的精神病學家,也是位馬拉松選手。他在參加波士頓馬拉松比賽時,在起點附近就被塑料袋纏住了雙腳,膝蓋著地摔倒。他跳起來繼續跑,直到跑了接近29公里后才感覺不對勁。后來,醫生發現他當時早就因為摔倒而大腿骨骨折。他自己最初卻渾然不覺。
這種神奇的情況,要歸結于內啡肽的作用。神經學家近來發現,大腦中存在一個止痛分子機制。在劇烈運動期間,大腦中直接產生的內啡肽,能夠減輕身體疼痛,同時在心理上產生欣快感。
運動不僅能引起內啡肽風暴,還能調節所有抗抑郁藥物錨定的神經遞質,促進多巴胺的分泌。針對抑郁,除了生理上的連接與愉悅,運動還能帶來自我效能感,那種自力更生的感覺能徹底改變抑郁無助的心態。
同時,運動不僅能讓你建立神經連接,還能讓你建立人際聯系。從某些方面說,運動對抑郁的預防作用比治療作用還要重要。
五、運動功效之克服成癮
失控的獎勵系統
1954年,心理學家詹姆斯·奧爾茲科在實驗中偶然發現,當電極插在小白鼠大腦中某一處時,老鼠會不停地按壓操作桿,以受到一次又一次電流刺激。直到電源切斷后,老鼠還不死心地按壓。電極接觸到的是小白鼠的伏核,也就是獎勵中樞的所在。這個實驗表明,成癮的根本原因是獎勵系統失控。
人人都有所鐘愛,但我們通常只對迷戀酒精、尼古丁、毒品、賭博、游戲之類的人才使用成癮的說法,這是因為“喜歡”和“想要”有著根本的區別。“喜歡”指的是一種實際的快樂體驗,而“想要”則是為了滿足而愿意做某件事。多巴胺參與的是“想要”,而不是“喜歡”。
成癮性行為之所以難以戒除,因為它和焦慮一樣,一旦發生就可能改變大腦的神經通路。
用運動戒癮
運動的效果就在于,有規律的運動能讓大腦忙碌起來,并重新指示基底核連接到另一個反射替代行為,逐漸建立新的繞開成癮模式的神經通路。
運動對成癮行為的戒斷效果,從一個案例中就可見一斑。2006年的紐約馬拉松比賽中,有16個人曾經是毒品癮君子。他們成功地穿過了終點,還幽默地笑說,生活中大部分時間都在為“逃離警察而奔忙”。這些人能出現在賽場,要歸功于紐約的奧德賽之家,那是一個成癮康復項目。在奧德賽之家,有更多的人都在經歷著從癮君子到運動家的轉變。
2004年,倫敦的一項研究證明,即使是10分鐘的運動也能減少酗酒者的成癮行為。對吸煙者而言,只要5分鐘的高強度運動就能產生有益的效果。
身體里的天然大麻
運動能夠建立新的神經通路,部分原因是運動本身就能產生不輸于成癮性行為的愉悅感。科學家在20世紀90年代發現了內源性大麻素。它和毒品大麻的主要成分四氫大麻酚的關系,就像內啡肽和嗎啡一樣。前者是我們體內的天然物質,后者是毒品,但前者會產生和后者一樣的效果。
2003年,科學家首次證實,運動可以激活內源性大麻素系統。大學男生按照最大心率的70%~80%的強度跑步40分鐘,血液中的大麻素含量就會翻倍。而這會讓人產生大麻樣的欣快感。
拿回自己的主動權
運動對于成癮性戒斷的幫助,還在于它能填補戒斷后的空缺。戒斷只是邁出的第一步,避免無聊感是鞏固效果的關鍵,用積極行動擊退無聊,沒有比運動更好的選擇了。
六、運動功效之調整激素作用
每月幾天的暴躁
運動對女性尤為重要。和男性的穩定不同,女性的激素水平始終有規律地波動著。運動能夠緩解激素帶來的某些消極作用,同時,它又能加強激素帶來的積極影響。你可以憑借運動,把激素從爆破手變成助手。
在經前期的激素波動中,神經遞質水平可能出現異常,情緒回路興奮度失常,由此導致心神不定、焦慮、挑釁。而運動能增加血液中色氨酸的濃度,由此提高大腦內血清素的濃度,平衡各種變量,緩解連鎖效應。
孕期動或不動
“妊娠期要停止運動”曾經是流傳廣泛的觀念。但近年來,美國婦產科醫師學會開始建議,孕期女性每天至少進行30分鐘中等強度的有氧活動。他們認為,鍛煉可大幅度降低懷孕期間發生糖尿病、高血壓和先兆子癇的風險。
實驗發現,運動能有效降低孕期女性的壓力和焦慮,改善情緒。這一點需要注意,因為孕婦的心理狀態可以改變胎兒的發育過程。壓力、焦慮和抑郁對于孕期有極為可怕的影響,嚴重的會導致流產、畸形或嬰兒死亡。
當然,對于許多并發癥來說,臥床休息是合理的醫囑。所以,開始任何鍛煉之前一定要和產科醫生充分溝通。另外,冰上運動、競技運動、騎馬、體操、潛水或有任何下落的運動等,用不著和醫生溝通就應該絕對禁止。
運動對于產后抑郁癥也有著出色的預防和療愈作用。
在女性的另一個激素劇變的更年期,運動也有不容忽視的效果。
七、運功功效之延緩衰老
變老是不可避免的事,對任何人來說都是如此。但在老去的過程中,有人健康地活到100多歲,有人卻會被慢性疾病奪走生命。
我們如何變老
人們逐漸變老的原理是這樣:老化的細胞在對抗自由基、過度能量需求以及過度興奮的各種分子壓力上有較低的閾值。原本負責生產蛋白質清除有害廢物的基因停止了工作,由此導致一個細胞的死亡,也就是神經學家說的“細胞凋亡”。當神經元由于分子壓力而逐漸損耗后,會導致大腦內突觸毀壞,最終切斷神經元的連接,樹突會生理性萎縮和枯竭。隨著軸突活動減少和樹突的退化,滋養大腦的毛細血管也同時萎縮,這限制了腦內的血流量。腦源性神經營養因子和血管內皮生長因子也會隨著我們變老而越來越少。在老鼠的實驗中,科學家發現,中年老鼠,近似于人類55歲,大腦內的多數神經干細胞已經死亡,同時可利用的神經細胞數量從25%下降到8%。在大約40歲到70歲之間,平均每10年我們就會損失平均5%的腦容量。
別讓你的心智字典萎縮
我們總會變老,任何人都無法阻擋它的到來,無論做什么。但是,我們有辦法改變老化的時間和程度。
神經學家阿瑟·克雷默領導的一個實驗表明,運動不僅能預防大腦的損壞,還能逆轉與老化有關的細胞退化。問題是很多老人會因為衰老而逃避。他們為了避免沮喪,逐漸斷絕有意義的人際關系,回避這個世界。挑戰可以增強我們的適應力,顯然,運動是挑戰自我和大腦極為有效的方式。
20世紀70年代,一項關于芬蘭人的跨度達21年的調研發現,每周至少運動兩次的人患癡呆的可能性減少了50%。
八、行動:大腦訓練計劃
當我們論及運動的任何作用時,人們都禁不住想問,得做多少運動才能改造大腦?作者的建議是:先健身,然后不斷自我挑戰。運動的處方因人而異。
天生的奔跑者
人體是為了從事日常活動而設計的。在遠古時期,我們的祖先為了果腹,平均每天必須奔襲8000~16000米。現在,人們不再需要如此辛苦來獲得食物了,但我們的基因中有這種活動的編碼,大腦也被預設為管理這些基因。如果放棄運動,我們就會打破50萬年來一直穩定存在的微妙的生物平衡關系。所以,運動的最佳建議,就是盡量接近祖先的慣例。
運動的基本參數
作者按照強度把運動分為三種類型:最大心率55%~65%的低強度運動、最大心率65%~75%的中等強度運動以及最大心率的75%~90%高強度運動。計算自己最大心率的通用公式是用220減去你的年齡。只要一個心率監測器,你就能隨時監測自己運動的強度。
至于運動量的標準,美國疾病預防控制中心的建議是,每周至少5天進行30分鐘中等強度的有氧運動。作者的建議則是,每周6天進行45分至1小時的有氧運動,其中4天中等強度運動,2天高強度運動。最好和同伴一起。不要擔心沒精力,沒精力恰恰是因為缺乏運動。
循序漸進的運動配方
如果你從未運動過,那最好從行走開始。每天以最大心率55%~65%的強度步行1小時,如果還有力氣聊天,就可以提升到中等強度的運動。
在中等強度的慢跑中,人們拆除身體中的某些東西,然后又重新組裝,使它們更加牢固強壯。而在高強度運動中,身體進入全面的應激狀態,此時代謝從有氧變成無氧,肌肉直接利用儲存于肌肉的肌酸和葡萄糖,所以人會感覺到刺痛。但此時,腦垂體會分泌被稱為“青春之泉”的人體生長素。它不僅能平衡大腦內的神經遞質,還促進生長因子的成長,讓活動、能量和學習協調一致。不過,這一切都要求你必須有牢固的有氧運動基礎。
最佳的運動計劃是有氧運動和復雜運動結合,它們產生不同的影響,而且相互之間是互補的。瑜伽、舞蹈、太極拳、網球,這些活動的訓練能讓大腦的全部神經細胞參與其中。最初,你會有點尷尬和手足無措,但當連接小腦、基底核和前額葉皮層的神經回路活躍起來后,你的動作會越來越精準。隨著不斷地重復與練習,神經回路的效率不斷提升,反過來促進動作的創造性。
如何堅持
統計資料顯示,有大約二分之一的人開始一個新鍛煉計劃后,會在6個月到1年之內放棄。這并不奇怪,最主要的原因就是人們常常一開始就進行高強度運動,結果生理和心理上都很難受,所以放棄。養成運動習慣的最好方法,一個是循序漸進,另一個是加入小組。
結語
無論運動有多少益處,無論科研多么有力地證明運動可以改造大腦,如果沒有你的行動,一切都不過是閑談幾則。
當你嘗試著先邁開一小步,然后一大步,逐漸積累,這些才能塑造你生活的骨血。不用探求哪種運動最好,能融入你生活的,被你堅持的,就是最好的。
行動最艱難,卻也最有用。
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