【增视能脑视觉科普】​运动中的大脑

作者: 佚名 日期: 2026-06-08 点击数: 10

运动技能是高度复杂的。神经可塑性是指大脑在日常生活和运动场上对新的技能、行为和习惯进行编码和学习的机制,被称为神经元的脑细胞形成了一个通讯网络,作为大脑信息处理的基础。大脑的神经网络具有重新安排和加强沟通效率的能力。正是通过这种重新安排(神经可塑性)的过程,我们才能体验到思维、感觉和行动方式的变化。

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这包括所有的事情,从改变你在高尔夫球或网球中的后摆,到为击球准备建立一个新的心理程序,或在生物力学或神经系统损伤后恢复功能。因此,当神经可塑性的能力最大化时,就可以获得最佳的性能、技能学习和恢复。

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运动对认知能力的影响

自20世纪60年代以来,研究表明,在认知能力测试中,身体活跃的人比身体不活跃的人表现更好。最初的研究主要通过测量简单的反应时间、对闪光做出快速准确反应的速度、识别时间、当刺激a出现时按一个键和当刺激B出现时按另一个键的速度,来检验参与者成功完成双重任务的能力。

 

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随着时间的推移,人们对更复杂的认知过程进行了研究,比如在任务之间切换的能力、有选择地集中注意力和排除干扰的能力,或者抑制自动反应或习惯的能力。重要的是,在这些早期研究中,身体活跃的群体主要由竞技运动员组成。



由于自我选择的可能性,这可能会带来解释问题,运动员可能会寻求并继续参加体育活动,部分原因是他们在认知过程中天生的优势,有利于体育表现,比如快速反应时间或在分心时集中注意力的能力。


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 因此,对于身体活动和锻炼对智力表现和大脑的影响,最好的理解来自于研究样本,这些样本在身体活动水平之外的所有特征都匹配得很好。

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运动对人类大脑结构的影响

锻炼在一定程度上通过增强大脑的结构特性来影响表现。


◆例如:




衰老通常会导致额叶和颞叶联合皮质的脑容量萎缩。这可以通过被称为磁共振成像(MRI)的活体大脑成像技术来测量。




然而,研究表明,在老年人中,更大的体力活动(如长距离步行)或适度的有氧运动训练超过6个月(以60%-70%的HR max步行)与额叶和颞叶皮质中更大的灰质体积以及额叶皮质中更大的白质体积相关。 

 

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「 灰质 」是指神经元消耗能量进行信息处理,并与称为突触的交流点形成联系的地方。「 白质 代表了在大脑不同区域之间传递神经元活动的部分神经元,主要由髓磷脂组成,髓磷脂隔离了神经元的传输“线”(即轴突),并提高了神经交流的速度。

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运动对大脑功能的影响

与大脑结构不同,大脑功能指的是神经元及其支持系统如何协调活动,以支持持续的思想、情感、感知和行为。


使用核磁共振,运动对大脑功能的影响,研究了通过研究大脑的不同部分如何应对对信息处理的需求,我们称之为任务诱发功能性磁共振成像(fMRI),或通过检查不同的大脑区域如何激活团队(功能网络),我们知道支持协调的心理表现。


一些研究还使用了更直接的神经刺激方法,如经颅磁刺激(TMS)来研究定期锻炼和突触可塑性之间的联系。

 

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同样,一项训练研究发现,久坐不动的老年人经过6个月的步行训练后,在执行需要注意力集中和抑制控制的任务时,前额叶皮层的活动增加了,而且更强烈的前额叶活动与更出色的任务表现相结合。这些研究支持有氧运动在一定程度上通过增强前额皮质功能来提高智力表现。


近的研究也支持了阻力训练对大脑激活的有益作用,这些激活与抑制和记忆过程相关,依赖于前额皮质以外的区域,这表明阻力训练可能在支持大脑功能的整个生命周期中扮演着有氧训练的补充角色。


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也有证据表明,有氧运动与大脑活动的更大协调性有关——在广泛的大脑网络和特定神经回路的突触可塑性方面。大脑网络是由物理上相距遥远的区域组成的团队,它们协同工作,为大脑提供了一个系统,让大脑执行高度具体的局部过程,进而形成协调的复杂过程;神经可塑性是这些功能网络维持协调的团队合作的基础。

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学习加强大脑神经链接

学习的基础是大脑形成新的神经连接或根据经验加强现有通路的能力。一种研究方法是将手部肌肉的刺激与相应区域的运动皮层的电磁刺激相结合。这个回路突触可塑性的能力可以通过配对训练后手部肌肉对运动皮层激活的反应性的增加来测量。一项研究表明,更活跃的成年人在特定的运动回路中具有更大的突触可塑性。

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总的来说,有令人兴奋的证据表明,动可以减缓与年龄有关的大脑功能障碍,这些结果对提高大脑学习能力和对任何年龄的损伤作出适应性反应的能力具有意义。


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