• 科学研究显示,有氧运动可以减缓衰老。
  • 越来越多的研究证明,游泳具有独特的促进脑健康的效果,比如增强免疫反应。
  • 神经科学家仍在努力研究为何游泳这项运动对于抗衰具有独特作用——答案似乎也不远了。

有氧运动有助于延缓衰老,这已经不是什么秘密了。 但越来越多的研究表明,游泳可能对大脑健康有独特的促进作用。

有证据表明,经常游泳已可以改善记忆力认知功能免疫反应情绪管理。 游泳还有助于修复压力带来的损伤,并在大脑中建立新的神经连接

但科学家们仍在试图解开游泳这项运动是如何以及为什么产生这些大脑增强作用的。

作为一个接受过大脑生理学教育的神经生物学家、健身爱好者和母亲,每年夏天我都会在当地的游泳池度过几个小时。人们经常看到孩子们在兴高采烈地戏水和游泳,而他们的父母则在远处享受日光浴——我也曾一直是在池畔观看的父母之一。但如果更多的成年人认识到游泳对认知和心理健康的好处,他们可能更愿意和孩子一起跳进游泳池。

产生更新更好的脑细胞和连接

直到1960年代,科学家们还都认为人脑中的神经元和突触连接的数量是有限的,一旦受损便无法挽回。但随着研究人员在成年人类和其他动物的大脑中看到神经元诞生或神经发生的充分证据,这个想法被推倒了。

目前有明确的证据表明,有氧运动可以促进神经发生,并在帮助逆转或修复哺乳动物和鱼类神经元及其连接的损伤方面发挥关键作用。

研究表明,这些变化发生的关键方式之一是通过增加一种称为脑源性神经营养因子的蛋白质水平。这种蛋白质刺激的神经可塑性或大脑改变的能力已被证明可以增强认知功能,包括学习和记忆

对人体的研究发现,大脑中循环的脑源性神经营养因子的浓度与海马体(负责学习和记忆的大脑区域)的大小增加之间存在密切关系。脑源性神经营养因子水平的增加也被证明可以提高认知能力,并有助于改善焦虑和抑郁。相比之下,研究人员还在脑源性神经营养因子浓度较低的患者中观察到了情绪障碍。

有氧运动还能促进一种被称为神经递质的特定化学信号的释放。其中之一是血清素,当其水平升高时,可以减少抑郁和焦虑改善情绪

对鱼类的研究中,科学家们观察到,与对照组相比,经过八周的运动后,负责提高脑源性神经营养因子水平的基因发生了变化,树突棘的发育也有所增强——树突上的突起,或神经细胞的拉长部分。这为哺乳动物中的研究提供了补充,其中已知脑源性神经营养因子会增加神经元脊柱密度。这些变化已被证明有助于改善哺乳动物的记忆力情绪认知能力。更高的脊柱密度有助于神经元建立新的连接并向其他神经细胞发送更多信号。随着信号的重复,连接会变得更牢固。

但,游泳特别在哪?

研究人员还不知道游泳的特别之处是什么, 但他们已经距离答案越来越近了。

游泳对心血管的益处早已被公认。因为游泳涉及所有主要肌肉群,所以心脏必须努力工作,这会增加全身的血流量。这会导致新血管的产生,这一过程称为血管生成。更大的血流量也会导致内啡肽的大量释放 ——内啡肽在全身起到天然止痛剂的作用。这种激增带来了运动后经常出现的欣快感。

大多数了解游泳如何影响大脑的研究都是在老鼠身上完成的。老鼠是一个很好的实验模型,因为它们与人类的遗传和解剖结构相似

在一项对老鼠进行的研究中,游泳被证明可以刺激大脑通路,抑制海马体炎症并抑制细胞凋亡或细胞死亡。该研究还表明,游泳有助于支持神经元存活并减少衰老对认知的影响。尽管研究人员还没有办法可视化人类的细胞凋亡和神经元存活的情况,但他们确实观察到了类似的认知结果。

更吸引人的问题是,游泳如何增强短期和长期记忆? 为了确定有益效果可能持续多长时间,研究人员训练老鼠进行每周5次,每次 60 分钟的游泳训练。 然后,该团队让老鼠游过一个包含六个遮挡物的水迷宫,其中一个还设有隐藏的平台,从而测试老鼠的记忆力。

老鼠有六次机会,尝试自由游泳并找到隐藏的平台。仅仅经过7天的游泳训练,研究人员就发现老鼠每天犯的错误减少了,短期和长期记忆都有所改善。研究人员认为,这种认知功能的增强可以为使用游泳作为修复人类神经精神疾病引起的学习和记忆损伤的方法提供基础。

尽管从老鼠研究到人类研究的飞跃是巨大的,但对人体的研究产生了类似的结果,表明游泳对所有年龄段的人都有明显的认知益处。例如,在一项关于游泳对老年人心理敏锐度影响的研究中,研究人员得出结论,与不会游泳的人相比,游泳者的大脑运转速度和注意力都更高。然而,这项研究的研究设计是有局限的,因为参与者不是随机的,因此在研究之前是游泳运动员的人可能有不公平的优势。

另一项研究比较了年轻成人年龄范围内陆上运动员和游泳运动员的认知能力。虽然是否浸入水中并没有在两组人身上产生差别,但研究人员发现,20分钟的中等强度蛙泳游泳改善了两组人的认知功能

孩子们也能从游泳中得到提升

游泳对大脑的好处似乎也促进了儿童的学习。

另一个研究小组最近研究了体育活动与儿童学习新词汇之间的联系。研究人员先教给6-12岁的儿童陌生物体的名称。然后,他们在进行了三项活动后测试了他们识别这些单词的准确性:分别是三分钟的着色(休息)、游泳(有氧活动)和类似 CrossFit 的运动(无氧活动)。

他们发现,与着色和CrossFit相比,儿童在游泳后学到的单词的准确度要高得多。尽管该研究没有将游泳与其他有氧运动进行比较,但表明游泳与无氧运动相比有明显的认知益处。这些发现意味着,即使是短时间的游泳对年轻、发育中的大脑也非常有益。

游泳的时间或圈数、游泳方式以及游泳激活的认知适应和途径等细节仍在研究中。但是神经科学家即将能够做到将所有线索放在一起。

几个世纪以来,人们一直在寻找青春之泉。游泳可能是我们能得到的最接近的方案。

本文作者:

Seena Mathew,生物学助理教授,玛丽哈丁-贝勒大学

本文由世界经济论坛和The Conversation联合发布,原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接

翻译:张一凡

校对:王思雨