有氧运动(Cardiorespiratory fitness,简称CRF)或“心肺健身”有助于我们活得更长、更健康。它还与更好的大脑健康和更敏锐的思维有关。大量科学证据表明,每周至少进行150分钟的有氧运动是实现“健全的心灵寓于健全的身体”(mens sana in corpore sano)的关键,尤其是在60岁以后。
2024年11月,一项涉及约200万老年人的荟萃分析(Martinez-Gomez等,2024年)发现,保持身体活动的好处随着年龄的增长而呈指数增长。尽管有氧运动对年轻人有很多好处,但有氧运动与全因死亡率降低之间的联系在老年期显得更强。同样,有氧运动对认知的益处也在晚年更加显著。
2024年12月的一项“IGNITE”研究(Oberlin等,2024年)探讨了有氧运动与晚年人认知功能之间的关系,发现较高的心肺适能水平与五个易受年龄相关衰退影响的认知领域表现改善有关。值得注意的是,IGNITE研究指出,即使携带APOE4基因(通常预示着更高的阿尔茨海默病和痴呆风险),有氧运动带来的认知益处仍然存在。
Oberlin等人的最新研究结果与其他基于神经科学的证据相符,这些证据表明,较高的体能水平与增强的神经认知功能和更敏锐的思维能力有关,无论是否携带APOE4基因(Chang等,2024年)。除了最新的(2024年)发现,过去几十年的其他研究也发现,较高的CRF水平与中年后更好的执行功能和记忆力表现之间存在强烈关联。
接下来,我们将详细介绍有氧运动增强的五个认知领域以及可能解释有氧运动如何提升老年人脑力的15种机制。
有氧运动增强的五个认知领域
IGNITE研究调查了有氧运动与老年人认知功能之间的关系,重点关注了五个关键的认知领域。研究人员通过跑步机上的最大摄氧量测试评估了347名65至85岁的参与者的CRF,并进行了全面的神经心理学评估以分析认知表现。
该研究发现,较高的CRF与以下五个认知领域的更好表现密切相关:
- 执行功能/注意力控制:一系列支持目标导向行为的高级过程,包括计划、解决问题、冲动抑制和任务切换。控制注意力帮助我们集中精力并抵制干扰。
- 处理速度:快速感知、解释和回应信息的能力。它反映了大脑处理任务的效率,通过评估反应时间和完成基本或复杂任务所需的时间来衡量。
- 情景记忆:存储和检索个人经历信息的能力,包括时间、地点和相关情绪的背景。这一领域对于回忆特定事件及其相关细节至关重要。
- 工作记忆:暂时记住和操作信息以进行推理、决策和理解的能力。它支撑着执行功能,依赖于一个动态的、相互连接的大脑区域网络。
- 视空间功能:感知、处理和操作视觉和空间信息的能力。它支持诸如物体识别、导航和理解三维环境中的空间关系等技能。
IGNITE研究强调了定期有氧运动在保护认知功能和减缓与年龄相关的认知衰退方面的潜力,强化了CRF作为大多数人可控因素的假设,有助于健康的大脑老化。
有氧运动提升脑力的15种方式
虽然将较高的心肺适能与老年人认知功能改善之间的精确神经机制仍较为复杂,但科学已经确定了至少15种有证据支持的方式,说明有氧运动和增强的CRF可以提升脑力:
- 增加脑血流量:有氧运动将富含氧气的血液输送到大脑,提高认知表现。这种脑血流量(CBF)的增加支持了重要营养物质的输送和废物的清除。
- 提高神经营养因子:有氧运动提高了脑源性神经营养因子(BDNF)的水平,支持神经元的生长、修复和存活。BDNF的升高是神经发生和改善脑可塑性的关键驱动因素。
- 增强脑可塑性:定期有氧活动通过促进新的神经连接和增强脑可塑性,增强了大脑的适应能力。这一过程改善了学习、记忆和抵抗大脑老化的韧性。
- 突触生成:有氧运动促进了新突触的形成,增强了神经通信,优化了解决问题和记忆保留等过程。体力活动保护了我们老去时的突触。
- 减少氧化应激:通过增强抗氧化防御,锻炼保护神经元免受自由基引起的氧化损伤,减缓认知衰退并降低神经退行性疾病的风险。
- 灰质保护:有氧运动有助于维持灰质体积和“更大的大脑”,这对于决策、记忆和情绪调节尤其重要,特别是在老化的大脑中。
- 白质完整性:有氧运动加强了白质通路,通过优化全脑连接,促进了不同脑区之间的快速高效通信。
- 压力激素调节:锻炼降低了皮质醇水平,保护海马体不受压力相关损伤,同时支持情绪稳定。
- 炎症减少:体力活动减少了神经炎症,这有助于减缓认知衰退并改善脑雾等状况。
- 改善神经递质平衡:有氧运动提高了多巴胺(动机)、血清素(情绪调节)和乙酰胆碱(注意力和学习)的水平,促进最佳大脑功能。
- 血管健康:体能良好的人的心脏和血管功能得到改善,降低了高血压和中风的风险。这优化了大脑的血流,使思维更加敏锐。
- 提高睡眠质量:定期锻炼增强了深度睡眠和快速眼动(REM)睡眠阶段的时间,导致更生动的梦境、更好的记忆巩固和更健康的emotion处理。
- 促进幸福感:运动是支持心理健康的良药。有氧运动可以缓解抑郁和焦虑,创造更快乐的情绪状态,间接支持认知健康。
- 更多能量,更少疲劳:有氧运动通过改善心血管和线粒体功能,提高了能量水平,促进了在挑战性思维任务中更敏锐的专注力和更好的精神耐力。
- 认知储备增强:持续的有氧活动通过增强大脑的适应能力和储备容量,建立了对抗与年龄相关的认知衰退和痴呆的韧性。
结论
有氧运动是一种强大且易于获取的工具,用于促进更健康的衰老。包括IGNITE研究和近200万老年人的大规模分析在内的研究表明,进行有氧活动和提高心肺适能,尤其是在60岁以后,可以延长寿命并保护或增强认知功能。
每周至少进行150分钟的有氧运动可以降低早死风险,同时帮助保护认知功能,预防神经退行性疾病,并支持心理健康。通过优先考虑有氧运动并将有氧锻炼纳入日常生活中,我们可以保护大脑健康,保持老年期更敏锐的思维能力。
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