動物有腦和中央神經系統，演化生物學家推論，這是因為動物面臨「動」的生存挑戰，要能即時收集、整合訊息，並且有效回應，才能在移動的環境中生存，可說「腦」和「運動」是無法分離的。張智宏先透過菁英運動員的神經科學研究，說明他們的多種認知表現比一般人更好，再進一步說明運動可以改變我們的大腦，提升腦的表現。

菁英運動員：強大的認知功能

近期有一個難得邀請到頂尖運動員參與的研究，是比較足球員內馬爾（Neymar）和一般人及一般運動員，在做同樣的腳步移動動作時，腦部運動皮質區的活化情形。結果顯示，不管是活化體積和活化強度上，內馬爾都明顯小很多。這表示內馬爾在執行此一動作上是很有效率的，也可以說他腦中對此動作的控制是非常特化的，可以選擇用某些肌肉，以很少量的活化程度，就能達到同樣的動作。

其他類型的運動也可觀察到同樣的現象。例如對移動目標進行視覺追蹤的測驗，對運動員和非運動員做比較時，運動員的效率都是比較高的。用磁振造影掃描腦部活動，也顯示當這項作業變得更困難、需要增加注意力時，運動員的負擔沒有太大改變，顯示了有效率的腦部資源動用。

張智宏的研究團隊在國內也曾針對西洋劍選手做過類似研究，發現他們在抗干擾時需要的網路活化量較其他組別低。與師大合作的研究中，用磁振造影來探討神經整合性，也確認武術和長跑選手的基底核結構和一般人確有不同。

透過統合分析來看，菁英運動員在執行功能、視覺知覺的處理，以及其他類型的認知功能，都和一般人有顯著差異。甚至在聚焦行注意力、處理速度上，菁英運動員的表現也都有顯著效果。

運動幫助改造大腦

對一般人來說，運動可以改造大腦嗎？答案是肯定的。

行為上的評估發現，在執行功能的測驗上，經過體能訓練的老人，當測驗的作業從簡單到困難時，達成任務的速度雖會變慢，但差異比對照組小。而用磁振造影觀察腦部活動，可以看出在介入六個月後，腦部活化的區域比初期多很多，包括額葉、頂葉（和注意力有關）都出現活動，而且活化分布型態和年輕人做同樣作業時比較接近。甚至老年人腦部活化區域增加，比年輕人多了一區，似乎在訓練過程中，讓他們能夠「徵召」其他腦區來幫助做這件活動，有補償的作用。

有一份跨53個研究的統合研究分析，探討腦部灰質體積和身體活動的關聯性，80%和身體活動量有正向關聯性。可以說，提升身體活動量後，對腦的影響是非常全面的，在不同區域都可以看到體積的改變。

至於為什麼運動對大腦有益？短期來看，運動之後可能促進神經傳導物質的分泌較為平衡，因此使認知功能改善。長期來看，因為促進可塑性蛋白質與荷爾蒙產生，會帶來結構性的變化，改善腦部基礎建設，等於擁有運轉效率更佳的大腦，去從事新的學習。而迄今研究顯示，要對腦達成有益效果，最多証據支持的運動是有氧運動。

最後，張智宏引用柏拉圖所言：「運動與教育不僅各司其職卻又並行互補」，勉勵大家兩者兼顧，臻於完美。