首頁 > 身體與大腦的協作:運動認知神經科學
:::

身體與大腦的協作:運動認知神經科學

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。
 
 

 

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。

 
張智宏團隊曾和北投的社區大學合作,請老人每日維持一萬步的運動量、每週接受一些體能訓練,持續半年。
 

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。

推薦文章