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放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-27  浏览次数:5
  越来越多的证据显示,有氧运动可以促进大脑健康,尤其是对老年人而言。接下来,研究人员需要弄清,体力活动具体是以什么方式影响认知功能,从而触发大脑的适应性改变。

  大约在600万到700万年前,我们与现今亲缘关系最近的物种(黑猩猩和倭黑猩猩等)走上了不同的道路,分化出了古人类(Hominins)。在分道扬镳的节点上,古人类演化出了许多解剖学和行为学上的适应性特征,这些适应性的改变使我们有别于其他灵长类动物。我们认为,有两种演化上的改变促成了运动和大脑功能之间的联系,直到今天,这些改变也对我们很有好处。
 

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  首先,我们的祖先行走的姿势发生了改变,从原来的四肢着地变成了上身正直,依靠两条后肢行走。两足行走意味着在很多情况下,我们的身体无法像其他类人猿一样手脚并用。为了实现这一点,我们的大脑必须能够处理随之而来的大量信息:在身体运动的过程中,控制全身所有肌肉,做出恰当的动作以维持平衡。此外,在协调双足运动的同时,我们还要留意周遭环境里的障碍物。换句话说,单纯因为双足行走的姿势,我们的大脑就要接受比四足行走的祖先更繁杂的认知挑战。

  其次,为了适应更高强度的有氧活动,古人类改变了自己的生活方式。化石证据显示,在人类演化的早期阶段,我们的祖先主要食用植物,居住地点相对固定。但是,大约在200万年前,不断变冷的气候让曾经适宜的栖息地不再宜居。此时,至少有一支人类祖先改变了觅食的方式,开启了一段四处狩猎采集的新生活。

  赫尔曼·蓬策尔(Herman Pontzer)就职于杜克大学,布莱恩·伍德(Brian Wood)就职于加利福尼亚大学洛杉矶分校,这两位科学家和我们一起提出了一种假说:由于搜寻食物时需要跨越很长的路程,狩猎采集的生活方式需要让我们的祖先完成大量有氧活动,活动量可能比其他类人猿多得多。

  经常性制定觅食路线和计划的生活方式,对大脑提出了越来越高的挑战。在远行前,我们的祖先必须调查周围的环境,明确自己身处的位置。这种在空间导航的能力恰好依赖海马体——那个能够从运动中获益,随着年龄增大又会萎缩的大脑结构。

  除此以外,他们还需要动用来自视觉和听觉系统的感官信息,不断寻找与食物相关的线索。他们必须记住自己去过哪里、捕食或者采摘某种食物的恰当时机……在这种情况下,大脑会同时利用来自短期和长期记忆的信息,并在海马体、前额叶皮质以及其他结构的协助下,让人们得以完成诸如决策和规划路线等认知活动。祖先们还需要成群结队地出动,此时,他们的大脑不仅需要维持身体平衡,保证空间导航,还需要处理同伴之间的对话。所有多任务的处理都涉及前额叶皮质,而这部分大脑结构也会随着年龄的增长而萎缩。

  虽然导航和寻找食物是所有动物在觅食时都需要面对的问题,但是对于人类祖先来说,他们往往需要快速、长距离的奔跑,去追捕猎物。在高速奔跑的情况下,多重任务处理变得越来越困难,因此对信息处理效率的要求也就更高。从演化的角度来说,能够应对觅食途中和事后无数难题的大脑,是可以成功寻获食物的保证。但是,塑造和维护这样一颗大脑所需的生理资源——比如那些帮助神经元存活,促进神经元再生的物质——需要消耗身体大量的能量,这也意味着,如果不是经常使用这套认知系统,大脑的优势就将逐步退化。

  2017年,我们在《神经科学趋势》(Trends in Neurosciences)杂志上发表了一篇论文,详细论述了以演化神经生物学视角看待运动和大脑的理论,这种联系对今天的人类有深远的影响。在现代社会,我们不需要为了寻找食物和生存进行大量的有氧活动。与衰老相伴的大脑萎缩以及认知功能衰退,一定程度上可能与我们惯于久坐和缺乏运动的生活方式有关。

  但是,单纯增加运动量并不能完全展现运动在延缓大脑机能衰退方面的作用。事实上,我们的理论认为,哪怕是已经保持大量有氧运动的人,也应该反思他们的运动方式。人类的确演化出了促进和维持大脑认知水平的机制,但是我们日常生活中的运动也许并不能完全激发这种潜能,因此无法维持大脑的优异表现。

 

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