哈佛脑科学家：学习不好, 情绪低落, 比吃药更管用的方法是……
美国前总统老布什曾是耶鲁大学棒球队的队长；奥巴马曾率领所在高中的篮球队赢得夏威夷州冠军；普京是俄罗斯圣彼得堡市的柔道冠军；就连新上任的美国总统特朗普大学期间担任校橄榄球队的主力。作为杰出领袖，这些人拥有睿智的大脑，与此同时，他们也具备强健的体魄。哈佛大学医学院瑞迪教授在其专著《运动改造大脑》中宣布：四肢发达的人，头脑并不简单，因为锻炼身体的同时，也在锻炼大脑，运动可以改造大脑！
在中国传统文化中，读书人的形象有别于一介武夫，是躲在书斋里的文弱书生，手无缚鸡之力。时至今日，这样的观念恐怕要变一变了。
哈佛大学医学院教授约翰·瑞迪（John Ratey）历经二十余年，揭开运动、大脑、心理健康之间的神秘联系。
瑞迪教授在其专著《运动改造大脑》中宣布：四肢发达的人，头脑并不简单，因为锻炼身体的同时，也在锻炼大脑，运动可以改造大脑！
▲约翰·瑞迪，哈佛大学医学院教授，神经精神医学领域专家，1997年被评为“美国最佳医生”，其专著《运动改造大脑》提供了革命性的大脑研究
学习，越动越多的脑细胞
在远古时代，原始人以狩猎和采集为生，为追逐猎物而奔波，每天行走8000至16000米。
生命在于运动！作为移动的生物，大脑天生就是为运动而设置的。生活在海洋里，类似水母的微小生物海鞘就是一个极端的例子。
海鞘的幼虫拥有一条简单的脊髓和300个神经元组成的“脑”，必须在生下来的12个小时内找到一块礁石附着，否则将死去；而一旦附着，它们就会吃掉自己的“脑”，因为不再运动，脑也就没有用处了！
回到人类自己，人脑由1000亿个神经元组成，神经元之间通过树状分支上的“叶片”，即突触的相互接触而建立连接，以传递错综复杂的信息。
▲突触：神经元之间通信的特异性接头
在解释运动如何改造大脑之前，有必要先了解以下两组概念：
神经递质：脑内信息传递的媒介，其中一组对大脑传递信号过程起到调节作用，包括血清素、去甲肾上腺素和多巴胺。尽管产生它们的神经细胞只占到大脑千亿细胞的1%，但这些“调节器”却发挥着举重若轻的影响力。
其中，血清素控制着情绪，就像是“大脑警察”，困扰现代人良久的抑郁症、焦虑症、强迫症等神经症，究其根源，就在于血清素分泌失控；去甲肾上腺素关乎注意力和认知力；多巴胺影响学习能力、满足感和注意力。
脑源性神经营养因子：被比喻为“大脑的优质营养肥料”，可增加突触可塑性，促进神经元细胞再生，进而建立和保养神经细胞回路，也就是大脑自身的基本结构。
曾几何时，大脑被认为是发育成熟的硬件，也就是人们常说的“三岁看到老”。
随着现代脑科学的蓬勃发展，人们逐渐认识到人脑每时每刻都在经历着重塑。
不但连接神经元的突触具有可塑性，可能织就更多、更强的神经网络；而且终其一生，海马体区域源源不断地产生新的神经元干细胞，经过发育而形成神经细胞，加入到神经网络中，完成“神经新生”的过程。
最终，我们建立的神经网络越发达，储存的记忆和经历越丰富，学习起来也就越容易。在此期间，神经递质和脑源性神经营养因子（BDNF）如同催化剂，全程保驾护航，而运动致力于改善的正是这两类化学物质。
▲遍布人脑的神经网络
研究表明，运动从三个层面提高学习能力：
1、运动完善思维模式，以提高警觉力、注意力和驱动力
不知道你有没有这样的经历，心情郁结的时候，索性什么都不想，到外面跑上几圈，回来之后神清气爽，再想想烦恼的事情，实在不值一提。
运动能够改善情绪，调节和优化大脑功能，秘诀就在于运动提高了神经递质的水平，使大脑中的神经递质和其他化学物质之间达到平衡。
2、运动让神经细胞准备就绪，促使它们相互连接起来，这是连通新信息的细胞基础
还记得前面提到的脑源性神经营养因子（BDNF）吗？实际上，科学家对其从发现到重视，也就是近二十多年的事情。
1990年，BDNF被发现，极大地改变了人们对大脑中神经细胞相互联系的看法。实验显示，往培养皿内的神经细胞上撒些BDNF，细胞就会自发地形成新的分支。作为大脑内合成的蛋白质，BDNF促成了突触和神经的可塑性。
运动会促进脑内BDNF水平大幅度提高，这就好比为大脑施肥，吸收养分的脑细胞连结由此变得枝繁叶茂，大脑就是这样“长大”的。
3、运动激发海马体的干细胞分化成新的神经细胞
既然连接神经元的突触具有可塑性，那么神经元本身呢？上世纪末，科学家证明神经元就像身体其他细胞一样，正在分裂和增殖，其中，成体哺乳动物脑内的海马区域终身拥有神经元干细胞。
经过解剖，运动的老鼠海马体中新干细胞的数量是不运动的老鼠的两倍！
运动产生大量的神经元！不过这些新生的神经元干细胞，还要经历一个发育过程才能变成神经细胞，加入到神经网络而发挥作用。
在这个过程中，环境优化的刺激，比如学习、社交，有助于神经元的存活；脑源性神经营养因子（BDNF）则再度发力，激活体内激素，协同促进干细胞分化。
“神经新生”被认为是脑科学史上最大的发现之一，而运动能够诱发“神经新生”，继而为大脑制造出替换零件（新的神经元细胞）。
情绪运动是最佳的药丸
不知道从什么时候开始，精神类疾患开始大显神威，从多见于儿童的注意力缺陷多动障碍（ADHD），到起始于青春期的强迫症，再到好发于中年人的抑郁症，多少人深陷其中难以自拔。
不过，当你了解到心理问题可以用生物学来解释，情绪障碍实际上是脑回路出了问题时，或许就不会再感到内疚和无助，而是决意奋起，做些什么。脑科学研究表明，心理异常实际上是基于大脑生理生化功能障碍，产生的对客观现实的歪曲反映。
比如，抑郁症很可能是由于去甲肾上腺素、多巴胺、血清素三种神经递质的不足而造成的。
随着年龄的增长，神经递质的缺乏或失衡，神经网络的减少，脑细胞的减少，都可能成为心理精神疾病的罪魁祸首。为此，多少人诉诸药物甚至成瘾，疗效却差强人意。
早在2000年10月，杜克大学在《纽约时报》发表研究成果：运动治疗抑郁症的效果要好于抗抑郁药物舍曲林！至今，医学已经证实，在治疗轻度和中度抑郁与无助感方面，运动的效果和抗抑郁药一样好，而且无任何副作用！毫无疑问，运动是上天赐予人类的一剂良药。
正如仅仅靠注射BDNF不可能让人变得聪明，单纯依赖药物增加或降低大脑中化学物质的水平，并不能实现一对一的结果。
因为人脑运行遵守的是一套复杂而又微妙的机制，神经递质的任何失衡和偏差，都会引发震动。对此，运动的妙处就在于调动人体自身的力量，把各种化学物质微调至平衡的最佳状态。得过抑郁症的人都有这样的感受：越是抑郁，就越不想动；越不想动，就越抑郁。现在你知道了，打破这样的死循环，还要靠运动！
重塑大脑什么样的运动计划最有效？
美国，伊利诺伊州，内珀维尔203学区，内珀维尔中央高中。
早晨7点10分，一群高中生经过一番热身，踏上学校操场的跑道，这里要进行的是1600米长跑。
因为在第一节文化课之前，内珀维尔中央高中的体育课被称为“零点体育课”。
当胖妞米歇尔气喘吁吁地迈过终点线的时候，她得到了一个A，和率先跑完全程的长跑运动员杰克得分一样！
原来，所有学生必须佩戴心率表，根据上面显示的数据，而不是谁最先冲到终点打分。
“零点体育课”全新的评价理念——尽全力比跑得快更重要！完全颠覆了以往更快、更高、更强的打分标准。
与此同时，内珀维尔中央高中的学业水平获得大幅提升，明显超越其他同类学校。
在每四年举办一次的TIMSS测试中（由国际教育成就评价协会发起和组织的评测，是国际上衡量学生数学和科学水平的标杆），内珀维尔中央高中学生分别在科学和数学领域取得世界第1和第6的超常发挥；相比之下，全美学生的平均成绩在国际上的排名分别为第18位和第19位。
在瑞迪教授看来，风靡美国的“零点体育课”至少带来两点启示：
第一，什么时间运动，对大脑的效果最好？
2007年德国科学家发现，和运动前相比，人们在运动后学习词汇的速度提高了20%。
运动优化大脑的作用发生在运动后！因为一旦运动结束，血液几乎立刻回流至大脑，这时如果有需要敏锐思维和复杂分析的事情，正是注意力集中的最佳时刻！
研究表明，运动带来的有益效果至少能持续6周，仅一次运动的“后劲”就可持续1-1.5小时。
前文中提到，运动产生大量神经元干细胞，而环境优化的刺激则有助于其存活与分化，并最终加入到神经网络中。
放到“零点体育课”的环境下，就是一大早的体育课为一整天的学习打下基础，向大脑提供学习所需的最佳工具——神经元干细胞；而后的文化课学习刺激并促使新生的神经细胞连接到神经网络中。
至此，这批“可塑之才”终于荣膺为脑回路的正式成员。
正因为此，“零点体育课”又被称为“学习准备型体育课”。按照这样的规律，以后遇到下午的考试，不妨在午饭前先来一场运动热身！
第二，速度快 ≠ 身体健康
事实上，在健身非竞技运动中，起决定性作用的是有没有真的动起来。
那么，多大的运动量才够呢？医学界对此尚无定论。不过，遵循人类祖先的脚步，有氧运动显然是最靠谱的选择：坚持每天行走和慢跑，每周长跑几次，时不时地进行追逐猎物似的急速奔跑。
来自美国疾病预防控制中心和美国运动医学会的建议是：每周至少5天进行30分钟中等强度的有氧运动。
在有氧运动中，心率成为衡量运动强度的标准，目前学界普遍认为：
最大心率 = 220 - 实际年龄；低强度运动：最大心率的55% - 65%，常见运动如步行；中强度运动：最大心率的65% - 75%，常见运动如慢跑；高强度运动：最大心率的75% - 90%，常见运动如快跑。
此外，在具体的运动项目上，有氧运动和复杂活动分别对大脑产生有益影响，作用互补。因而除了跑步，你还可以做做瑜伽、打打太极、练练杠铃，多多益善。
其中，有氧运动能增强神经递质、建立新的血管来输送生长因子，促使新细胞的生成。
而在强化和拓展神经网络的过程中，复杂活动调动起身体的所有元素投入使用，一边活动筋骨，一边开动脑筋，活动越复杂，对大脑的刺激越大，脑神经之间的连接也就越丰富和发达。
同样的道理，和小伙伴一起活动，或者到户外去运动，大脑受到的刺激多，效果就比一个人在健身房的跑步机上闷头训练要好。这样也就能理解广场舞大妈为什么那么high了。
总之，把肢体锻炼和心智锻炼结合起来，大脑一定会变得棒棒哒！
就在半个月前，《中国儿童青少年身体活动指南》于沪上发布，为上海今后的学校运动教育提供了科学依据与方向，这份汇聚中国医学、教育、体育专家的权威文件指出：
儿童和青少年每日应至少累计60分钟的中高强度身体活动，包括每周至少3天的高强度身体活动和增强肌肉力量、骨骼健康的抗阻活动。
久坐行为对健康的危害是独立于身体活动的。换句话说，即便达到每天推荐的60分钟中高强度活动量，如果仍旧有较长时间的久坐行为，依然会对健康产生不利影响。
运动在生活中并非可有可无，少量运动有好处，运动越多则效果更佳。看来在这个问题上，东西方之间已经达到空前的一致。
所以，除了吃、睡、看书、工作，千万别忘记运动，它也是我们生活中不可或缺的一部分。
带着家人，尤其是孩子，一起运动，祝你获得意外的收获！
编辑制作：李晨琰
责任编辑：唐闻佳
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