我一直竭力要证明的观点是，对优化大脑功能来说，运动是唯一最有效的工具。
这个观点是根据我收集的数百篇研究论文而得出的，其中大部分论文就是在最近十年内发表的。我们对大脑如何运行的知识就是在这个相当短的时期内大量增加的。对任何关注人类处境的人来说，这是一个极其振奋人心的时代。就个人而言，为本书所作的调研已让我对运动的益处倍感兴趣，并且强有力的科学事实代替了我的直觉。
我们不妨回忆一下神经发生的故事，它证实了这是一个相当崭新的领域。曾被视为异端邪说的神经发生理论认为，大脑在人的一生中不断生成新的神经细胞。 “十年前，人们甚至都不会相信有这种事情。”神经学家斯科特·斯莫尔说。2007年，就在他哥伦比亚大学的实验室里，研究者首次目睹了在活体大脑内神经发生的清晰证据。斯莫尔说：“要是在五年前，人们会说，好吧，就算它可能会发生，不过这真的有意义吗？而现在，每过一周就会有一个证明神经发生对大脑有某种影响的研究出现。”
在斯莫尔的研究中，他让一组志愿者执行一个为期三个月的锻炼方案，然后拍摄他们的大脑影像。变焦和扳动快门是控制一台标准核磁共振成像（MRI）仪器的基本功。通过熟练操控MRI，斯莫尔捕捉到了新神经元赖以生存的新生毛细血管影像。他看到海马体记忆区域的毛细血管容量增加了30%，这确实是一个非同寻常的变化。不过这个研究真正的突破是，它证明了可以不用切开大脑就能描绘出神经发生的过程，这一结果让研究人员把注意力从实验室的老鼠转移到人类身上。新的技术理应让科学家有机会检验任何特定的变量对神经发生的影响，比如需要达到多少运动量才适合。“是每周一小时？每天早晨？是不是只有令人筋疲力尽的马拉松方案才能使神经发生达到顶峰？”斯莫尔说道，“我们对此一无所知。没有人知道。现在借助这个可以间接测定神经发生的工具，我们真的可以尝试着完善一个运动方案。”
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实际上，那是几年后的事。在当时，斯莫尔和他的同事主要把运动看成是一个必然能增加新生细胞生长的诱因。运动是他们用来观察另一个过程的工具。大部分人还没有考虑要研究运动本身。
体能越好，大脑越有复原力
这与我提到过的运动的其他积极作用很相似。从增加神经递质和神经营养因子、促使肌肉释放那些组成大脑内新毛细血管的因子，到增强突触的可塑性。神经学家威廉
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格里诺在20世纪70年代初，就通过电子显微镜看到运动促使神经元迅速生长出新的侧支。他会告诉你，有氧运动对大脑的重要作用毋庸置疑。而且他坚信，在常规运动中加入一些复杂的运动动作（比如有氧舞蹈或格斗术）是很重要的。不过他还不能给出具体的建议。
没关系。我们不必全都依赖神经学家才能开始计划。首先，我们从那些已取得的研究中可以总结出几个结论。其次，有一些来自其他领域的有力证据。从人体运动学专家到流行病学专家都已反复证实了，
你的体能越好，大脑的功能就越好。
查尔斯
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希尔曼证明，体能好的孩子在执行能力认知测试中的得分要优于体能差的孩子；阿瑟
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克雷默证明，健身可以增加老年人的脑容量；一项对各个年龄段数万人的人口学研究表明，体能水平增加与积极的情绪直接相关，而且还能缓解焦虑和压力水平。
当人们问我，应该做多少运动才对大脑有效，我给出的最好建议是：先健身，然后不断自我挑战。运动的处方因人而异。不过研究一致表明，你的体能越好，你大脑的适应力就越强，而且它在认知和心理方面的能力也就更好。如果你的体能得到了增强，大脑也会随之改善。
那么这是否意味着，你的身材必须看上去像一个内衣模特儿，才能享受到运动给大脑带来的好处呢？当然不是。许多最有说服力的研究都把行走做为锻炼方式。不过我重点突出健身，这是因为我们很清楚，一个正常的体重指数和强健的心血管系统可以让大脑发挥出最大作用。当然，任何强度的运动都是有益的，不过从实用观点来看，如果你打算全力做些对大脑有益的事情，那么你的努力也会避免身体患上心脏病、糖尿病、癌症等疾病。身体和大脑是相通的，为什么两者不能兼顾呢？
天生的奔跑者
生物学家伯恩德
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海因里希（Bernd Heinrich）在《与羚羊赛跑：动物教我们奔跑和生存》（
Racing the Antelope: What Animals Teach Us about Running and Life
）这本书中，讲述了人类是一种有耐力的动物。远古的时候，我们总是在不停地奔波，为了寻找食物或追踪羚羊而在平原上穿行数小时，甚至数天。数十万年前就进化而成的基因今天依然控制着我们的身体。海因里希说，即使羚羊是跑得最快的哺乳动物之一，我们的祖先依然能捕获它们，办法就是，让它们筋疲力尽。我们的祖先一直追踪羚羊，直到它们耗尽体能而放弃逃跑。羚羊是短跑能手，但它们的代谢系统无法维持长时间的持续奔跑；而我们人类却可以。我们的快速收缩和慢速收缩的肌纤维分布均匀，所以即使在野外经过数公里奔跑之后，我们依然具备短时加速奔跑和击倒动物的代谢能力。
当然，现在我们无须依靠寻找食物和狩猎而生存。不过你的基因是为这种活动而编码的，而且你的大脑也被预先设定来管理这些基因，所以放弃这种活动，你就打破了50万年来一直稳定存在且微妙的生物平衡关系。很简单，我们需要运用我们的耐力代谢系统来保持大脑始终处于最佳状态。已根深蒂固于我们DNA中的那些远古时期的活动节奏，大致转变成了各种不同程度的行走、慢跑、快跑和短跑。所以粗略地概括起来，我认为最佳建议是：遵循我们祖先的惯例，每天行走和慢跑、每周长跑几次，然后时不时地进行追逐猎物似的疾速奔跑。
实际上，你的选择并不仅限于这些有氧运动模式，不过我认为，区分低强度（行走）、中等强度（慢跑）以及高强度（跑步）是有益的。如果你想充分利用你的时间和精力，那么就需要根据这些分类方法来准确判断你的体能水平。当谈到行走或低强度运动时，我具体指的是保持最大心率55%
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65%的强度。根据我的定义，中等强度指的是最大心率的65%
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75%的范围内，而高强度则是最大心率的75%
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90%。高强度运动的上限有时很痛苦，但始终是一个很有效的地带，近年来也更是吸引了科学界的大量关注。
关于运动：你应该知道的事
要是你不愿意在装有内置脉搏传感器的运动器械上长时间运动，唯一能精确测量你运动强度水平的就是心率监测仪。这些小配件是内珀维尔学区开创性体育教育计划的奠基石，它们简单得连那里的小学生都知道怎么使用。心率监测仪是由测算心率的胸带感应器和一个接收并显示每分钟心跳的电子表组成。比如，若你采用的是高强度运动方案，45岁，那么根据一个通用的公式，用220减去你的年龄，理论上就能得出你的最大心率是175。如果计算最大心率的75%
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90%，你的高强度运动的下限和上限分别应是131和158。这就是你运动时的目标心率范围。你必须做的就是，把手表上的数字控制在这个范围内，这和调整时间一样容易，而且你可以根据监测仪告诉你的数字来调整你的步速。一旦你的心率偏离了这个范围，手表就会发出嘀嘀的声音，这是一个监测你身体相当精确的方法。
心率监测仪既便宜又简便，对任何竭力想要开发运动潜能的人来说都是不可缺少的。它还能使你很清楚地知道自己是否运动充足。不过问题又来了，多少运动量才够呢？美国疾病预防控制中心和美国运动医学会的公共卫生建议，
每周至少5天进行30分钟中等强度的有氧运动。
不过我认为，他们的建议比较中立。美国人的活动量实在太少了，专家们避免推荐要求过高的运动建议，因为他们担心全美国人民会因此而放弃。“每个人都想知道效果事半功倍的最小运动量是多少。”杜克大学的运动生理学家布赖恩
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杜沙（Brian Duscha）说道。自从发表了一篇《每周只需行走3小时就有益心血管》的研究文章之后，他已对媒体的采访应接不暇。“我尽量不去打击那些放弃运动的人。”他同时对那些愿意相信的人说，“增加运动持续时间和强度对增强体能的作用更大。”
杜沙是心血管健康方面的专家，和本书里每位神经学家所引用的话一样，他也认为：
少量运动有好处，运动越多则效果更佳。
实际上，根据我读到和看到的一切，
最大运动量应是每周6天进行45分钟至1小时某种形式的有氧运动。
其中有4天应该进行1小时左右的中等强度运动，而另外两天应该进行45分钟左右高强度运动。进行高强度运动时，身体会被迫进入无氧代谢状态。尽管对于高强度运动是否影响思维和情绪的证据是相互矛盾的，但高强度运动确实把某些增强大脑的重要生长因子从身体内释放出来。所以进行高强度运动那几天，45分钟的运动包括某种强度或耐力训练，但这类锻炼不应连续几天进行。因为过高强度运动后，你的身体和大脑需要一段恢复期。总之，我建议每周用6小时的时间健脑，只需占用你清醒时间的5%。
如前所述，我完全同意杜沙等专家的看法，最关键之处是行动起来，另外就是现在开始。后面这点听起来可能很简单，但对那些久坐不动、特别是因抑郁症而不活动的人来说，似乎很难迈出这第一步。有些人陷入了尴尬的窘境：
他们无法开始运动是因为没有精力，而他们没有精力是因为他们缺乏运动。
我见到过有些患者就是这样，这是一个非常现实的问题，而不是纸上谈兵的事。关键是，要把“开始”这个问题本身当成一种挑战来应对。
研究已证实，无论是和朋友一起跑步、集体骑自行车或者与邻居一同散步，与其他人一起锻炼都要更容易些。不仅如此，一些新研究也表明，与其他人一起锻炼带给神经系统的益处比我前面提到的益处还要多。我建议那些完全不运动的患者考虑聘请一段时间的私人教练，这样他们就更不太可能缺席健身课（不管是否按计划去上课，都要付费，所以钱是个巨大的外部动力）。就像记下和牙医的约诊时间那样，把运动写进你的日程表里。不久之后，你的大脑就会把运动像刷牙那种日常行为一样归入到你的常规事情中。
如果你从未运动过，我觉得最好从行走开始。
用走楼梯代替乘电梯；把车停在停车场最里面；午餐时间绕着写字楼散散步。这是几十年前一项被称为“日行万步”的健康行动，它鼓励人们用计步数的简单方法来计算每天的行走量。这种帮助人们养成运动习惯的方式并没有考虑走了多少距离。以平均0.7米的步幅计算，走10 000步差不多等于8公里。这是开始锻炼身体的一个聪明办法，甚至都不用留出专门的走路时间，而且它很有效。就像用体重秤和心率监测仪指导你努力锻炼身体那样，计算步数有助于保持你的专注力和积极性，尤其当你知道你的身体和大脑在各种强度运动下会发生变化时。
步行：从轻度运动开始，养成运动习惯
健身的过程就是逐步提高基础有氧能力的过程。你越是常锻炼心肺功能，它们向身体和大脑输送氧气的效率就越高。血流量的增加必定带来化学连锁反应，由此产生血清素、脑源性神经营养因子（BDNF）以及其他有营养作用的分子。
如果你以最大心率55%
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65%的强度开始每天步行1小时，那么你在这个时限内的行走距离自然而然就会增加，你的体型也能逐渐得到改善。在这个运动强度下，你消耗的脂肪转化成了能量，由此开始增强你的新陈代谢。如果身体有太多的脂肪，那么肌肉的胰岛素耐受性就会逐渐增加，而这更加剧了脂肪蓄积，同时减少了（IGF-1）的产生。2007年，密歇根大学发表的一项研究表明，仅仅做一次有氧运动就能彻底扭转人们第二天的胰岛素耐受性。比较这次锻炼前后的肌肉活组织检查，研究人员还发现运动后的肌纤维产生了脂肪合成所需的重要蛋白质。研究人员不知道这种效果会持续多久，但这个研究结果强调了，即使是极小量的活动也能引发积极的多米诺骨牌效应。
当你给身体施加压力时，你的肌肉组织意识到需要更多能量，于是，各种各样的好事发生了。低强度燃烧脂肪的运动还增加了血液中游离色氨酸的量。你应该记得，色氨酸是合成有稳定情绪作用的血清素的必需成分。这一强度的运动还改变了去甲肾上腺素和多巴胺的分布。在海因里希书著作对有耐力食肉动物的创新描述中，你可以看到低强度运动产生的美妙感觉：在追踪猎物的时候，我们的祖先需要耐心、乐观、专注和坚持不懈的动力。所有这些特性都受控于血清素、多巴胺和去甲肾上腺素。
行走会让你产生更想要投入到周围世界中的感觉。
不久之后，你甚至会越走越远。医生评估患者体能的简单方法是，看其在6分钟内能够走多远。不过阿拉巴马大学医学院的研究人员发现，人们进步得太快了，所以要得到一个精准体能数字的最佳办法就是，让他们先走两圈熟悉一下。也就是说，你会惊喜地发现，你如此之快就走完了更长的距离。
若按以上步速锻炼1小时后，你还有力气聊会儿天，那么你就要准备提升到中等强度的运动。当你自我挑战这个强度后，不仅运动能力增加了，而且在生活方方面面的能力都增强了。你不但会充满更多的活力和精力、减少消极态度，还会有更强的控制感。总之，如果你有一种积极的心态，你就不会死气沉沉地孤坐在家中。
慢跑：中等强度的运动，让大脑更强壮
如果你提高到中等强度运动，即保持最大心率的65%
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75%，那么你的身体由单纯燃烧脂肪转变成燃烧脂肪和葡萄糖，同时这种压力的结果让肌肉组织产生微小损伤。你身体和大脑内的所有细胞将处于不断的损伤和修复中。不过在这种运动强度下，新陈代谢的需要会逐渐增强这种反应。你的身体知道它需要一个更加强健的输送氧气系统，所以肌肉会释放出血管内皮生长因子（VEGF）和成纤维细胞生长因子（FGF-2），这些因子开始让细胞分化形成更多组织以制造新血管，就即斯科特
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斯莫尔在照片上捕捉到的那些毛细血管所需的组织。在实验室培养皿中，研究人员已发现，只需在VEGF和FGF-2液体中浸泡两小时，这些因子就能激活细胞生成更多的血管。除了在大脑内制造更多血管之外，这两种因子还促进神经细胞连接和神经发生。
大脑细胞内的自由基、DNA碎片和炎症因子一旦失控，会导致细胞的破裂。中等强度的运动激活大脑细胞内代谢清理小组的行动，它们会产生清除自由基、DNA碎片和炎症因子的蛋白质和酶。越来越多的研究表明，服用抗氧化药片可能没有效果，而且还可能有害。大多数人并没有意识到有氧运动是让细胞自身产生抗氧化剂的一种方式，而抗氧化剂只是其中的一部分。假定有足够的恢复期，那么运动引发的修复反应会让你的神经元更强健。
中等强度的运动还能释放肾上腺素到血液中。一个没有经过训练的人，其下丘脑-脑垂体-肾上腺轴（HPA轴）很活跃。我在第3章中介绍过的“战斗或逃跑”应激反应，此时身体处于高度戒备状态，皮质醇开始弥漫整个大脑。在中等强度的运动中，皮质醇让细胞学习机制准备就绪，并随时记忆身体所假设的与生存有关的重要情况。但如果皮质醇长期持续增加，就会毒害神经细胞。脑源性神经营养因子是神经细胞最好的防御措施。由于中等强度的锻炼增加了有修复作用的化学物质，所以你不仅强化了大脑内的神经回路，还调整了HPA轴，这样它就不会对未来的微小压力产生过激反应。此外，免疫系统变得更加强大，具备更好的能力处理对身体真正的危害，抵御从感冒到癌症之类的一切疾病。
另一个在此处发挥作用的体内因子是心钠素（ANP）。ANP是由心肌自身在剧烈跳动时产生的，它通过血液流入大脑后，有助于减少大脑内的应激反应和无关信号。ANP是缓解情绪压力和减少焦虑的一连串化学反应中作用较强大的一个环节。ANP和具有镇痛作用的内啡肽以及内源性阿片类的增加，都有助于解释在中等强度运动后你会感到轻松和平静的原因。当你说压力消失的时候，实际上是这些因素在起作用。
在这个强度的运动中，你拆除某些东西后又把它们重新组装起来，使它们比以前更牢固。所以建立固定的恢复期很重要，它让你的身体和头脑有机会重新修复。
快跑：强烈运动间隔训练，大幅提升HGH浓度
保持最大心率75%
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90%的高强度运动时，你的身体进入到一个全面展开的应急状态，而且这是一种可以承受的强大反应。通常在这个范围的上限，身体的代谢方式从有氧转变成无氧。因为此时身体无法从血液中摄取足够的氧气，所以你的肌肉进入到一种缺氧状态。由于氧气是葡萄糖有效代谢必需的物质，所以在无氧条件下，肌肉开始利用那些直接储存于肌肉组织内的肌酸和葡萄糖，这是一个乳酸逐渐增加的复杂化学反应过程（你会感到自己的大腿和胸部有刺痛感）。这个通常叫“无氧阈值”（anaerobic threshold）。不同的人达到无氧阈值所需的运动强度也各不相同。但在高强度运动期间（经过热身之后），你在跑步过程中无须太关注大腿的刺痛感，只要稍稍留意即可。尽管心理学家无法指出身体从有氧状态过渡到无氧状态时的关键心率是多少，但近年来，艾奥瓦州立大学（Iowa State University）的人体运动学专家潘泰莱蒙
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埃克卡齐斯（Panteleimon Ekkekakis）的研究表明，这种代谢变化最可靠的迹象是，被试报告他们发挥体力的水平开始变得“有点困难”。这听起来有点笼统，不过，埃克卡齐斯已经发现这种关联相当可靠。另一种判断这一变化的方式是，要记住即使接近无氧阈值的感觉是“有点困难”，那它应该还不至于困难得让你无法以同样的步速坚持30分钟到1小时。
如果你想要经常性地挑战自我，那么在一次高强度运动的中间，要用多次短时疾跑才可以越过无氧阈值。
中等强度和高强度运动的一个不同点是，当你接近最大心率，尤其是进入到无氧状态时，脑垂体就会分泌出人体生长激素（HGH）。
HGH被长寿人群称为“青春之泉”。HGH会随着年龄的增加而减少分泌，所以无论男性还是女性，中年时候HGH的数量只是儿童时期的1/10。久坐不动的生活方式更会加速这种衰减：高水平的皮质醇、胰岛素抗性和血液中过多的脂肪酸都会进一步抑制激素的释放。
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无氧阈值
（anaerobic threshold ）
二氧化碳呼出量曲线的拐点，有氧阈值出现的时间要早于无氧阈值出现时间。
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人体生长激素
（HGH ）
由脑垂体前叶，含有嗜酸性颗粒的生长激素（GH）分泌细胞分泌，随着年龄的增长而分泌量趋于减少。
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间歇训练法
（interval training ）
对多次练习的间歇时间做出严格规定，使机体处于不完全恢复状态，并反复进行练习的一种训练方法。
人体生长激素（HGH）是身体精湛的工匠大师，它燃烧腹部脂肪、让肌肉纤维有序层叠，同时增大脑容量。研究人员相信，它还可以逆转老化引起的脑容量流失。短跑和足球运动员的间歇训练法（interval training）本质上就是增加HGH水平，即使用自然兴奋剂。其结果就是，不断积累的快速收缩肌纤维增强了动作时的力量。而且，生成新的肌纤维还增强了运动员的整体新陈代谢，提高了燃烧脂肪和碳水化合物的能力。因此在训练结束后，大脑会保留住这种被增强的能力。
通常HGH在血液里只停留几分钟，而一次急速短跑可以维持血液中增加的HGH达4小时之久。HGH平衡大脑内的神经递质水平，同时促进所有生长因子的产生。不过它似乎对（IGF-1）的影响力最为显著。（IGF-1）是进化中的关键物质，它致力于把活动、能量和学习协调一致。HGH进入到细胞核内，激活基因开启神经细胞生长机制。
用我的同事、精神病学专家及马拉松选手罗伯特
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派尔斯的话说，从心理学角度看那里就是你“对抗本性”的地方。超越你自己认为的能力极限，即使在这种痛苦中努力坚持停留一两分钟，你就能超越自我而进入到一种纯净的精神状态中，你会感觉到自己可以战胜所有挑战。如果你从未体验过跑步者的欣快感，那么它很可能会出现在你在最大强度运动而产生的反应中。内啡肽、心钠素、内源性大麻素和整个系统中流动着的多种神经递质，在这种强度运动下达到极高水平，而这些因素的综合可能是这种幸福愉快感产生的原因。这是大脑忘却其他一切事情的方法，因此你才能忍住痛苦，获得成功。
高强度运动让你的身体和心理都变得强壮，所以我们会去爬山、报名参加体能强化训练营以及拓展之旅。不过并非要达到这样的运动强度才能获得我所说的这种奖励。英国巴斯大学（University of Bath）的一项研究表明，在健身单车上锻炼，同时仅增加一次30秒钟的加速短跑，就能使HGH的水平增加到6倍，并且在短跑后两小时，HGH会达到最高峰值。
德国明斯特大学（University of Muenster）神经学家最近的一项研究显示，间歇训练法可以提高学习能力。在跑步机上进行40分钟锻炼，再进行两次3分钟的快速跑（两次快速跑期间有一次两分钟的低强度运动）。相对于低强度运动的被试，快速跑的被试脑源性神经养因子（BDNF）以及去甲肾上腺素都有了明显增加。因此，在紧随跑步之后的认知能力测试中，快速跑的被试学习词汇的速度快了20%。所以，即使推动自己超过那个极限一点点，也能对大脑产生明显作用。
所有这些听起来很不错，但间歇训练并不是你跳下沙发说干就干的事。实际上，你必须要有牢固的有氧运动基础，不妨和医生讨论你的锻炼计划。如果你的心脏从未经历过这种训练，那么让它承受这种压力可不是什么好主意。根据你个人的体能，我会建议你至少在6个月内，每周进行6天有氧运动，随后再增加间歇训练。当然，你还是要得到医生的认可才能开始。
瑜伽、太极拳、重量训练：让大脑重拾年轻活力
我没有用很多篇幅来讨论无氧运动。坦率地说，这是因为很少有研究分析过无氧运动对大脑在学习、抑郁、焦虑、专注和其他方面的影响。你很难让老鼠举重或做瑜伽，所以科学家只局限于研究人类，不过这意味着在实验后不能对脑组织做切片检查。研究人员必须借助血液样本和行为测试，因此留下了更多有待解答的问题。所以我们得到的无氧运动数据的结果不如有氧运动那样具有说服力。
前面提到过，力量型训练对塑造肌肉和保护关节显然很重要，还有像瑜伽和太极这类运动可以提高平衡以及灵活性，所有这些运动都有助于你养成坚持终身运动的习惯。最近一项对老年人的研究发现，6个月内每周进行两次举重锻炼的被试的体格更强壮，而且居然能逆转基因水平的老化过程。那些负责产生大脑生长关键因子（VEGF、FGF-2和IGF-1）的基因表现得就像30岁，而不是65岁。
大部分健体训练（resistance training）对大脑影响的研究并不在学习和记忆方面，而是着眼于抑郁和焦虑。10年前，波士顿大学进行过一项研究。他们让一组老年人进行为期12周的力量型训练计划（每周3次），来评估这组被试各方面的心理功能和认知功能。研究人员得出的结论是，除了肌肉力量增加了40%之外，这项运动计划在降低焦虑的同时还提高了情绪和自信心，但对思考能力没有显著影响。大约在同一时期，瑞士伯尔尼大学（University of Bern）心理研究所的一项研究测试了8周力量型训练的效果。在每周一次的锻炼中，被试者先进行10分钟热身，然后做8次重力器械练习。这样的训练增加了被试心理愉快感的同时，对他们的记忆力也有轻微的作用。根据此后的追踪测试，无论继续锻炼的强度如何，运动的影响可维持一年。不过有太多的变量让研究人员没有得出力量型锻炼对记忆有重大效用的结论。
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力量型训练的强度似乎影响了这个结果。实际上，中度力量练习比重度力量练习更有效的结论至少已经在一小组老年妇女的研究中得到了证实。另一项研究也表明，高强度力量训练反而会增加男性和女性的焦虑。在这个研究中，高强度指的是，举起最大极限85%的重量，但许多研究并没有对这个关键的变量做出定义。几年前，发表在《美国运动医学》杂志上的一项研究显示，交叉进行30分钟重力练习和30分钟健身单车练习后，会增加人们的焦虑水平，不过依照这种方式的实验设计，几乎不可能找到引起变化的原因。所有关于这个主题的研究几乎都用老年人作为被试，而这些人开始实验的时候，肌肉已经在自然减损，所以他们会有更明显的改善。
力量型训练明显影响了人体生长激素（HGH）。近年来的一项研究比较了训练有素的男性进行力量型运动和有氧运动期间分别对激素水平的影响。结果，相对于30分钟高强度跑步，蹲举使HGH水平增加了一倍，我认为，这将成为重要的运动参考依据。
关于节奏、平衡及技巧为基础的运动对大脑有效作用的研究更少。斯莫尔的研究证实，瑜伽式的呼吸动作会减少压力和焦虑水平，而太极拳降低了交感神经系统的活动（通过心率和血压来判断）。最近有一项研究对8位瑜伽教练进行了核磁共振成像扫描，结果发现瑜伽课后6分钟，他们的神经递质γ-氨基丁酸（GABA）水平就增加了27%。GABA是赞安诺这类药物的目标，而且与焦虑有密切关联。所以这可能是瑜伽有助于某些人放松的原因。这个领域的许多证据来自于个人经历，不过我相信，随着对大脑更深入的研究，科学家会找到把这些线索联系起来的方法。
迈出第一步，让自己动起来
统计资料表明，大约有1/2的人开始一个新锻炼计划后，会在6个月到1年之内放弃。这并不令人惊讶，最可能的一个原因是，人们常常一开始就进行高强度运动，结果他们生理和心理上都感到很难受，所以就放弃了。人体运动学专家埃克卡齐斯的许多研究项目的重点就是运动强度与不适感之间的关联。人们从有氧代谢转变成无氧代谢的过程中感觉各有不同，但埃克卡齐斯发现，一旦过了这个极限后，几乎每个人都在接受心理测试时会有消极的感觉，而且自感努力度的评分等级提高了。这是你的大脑在警告你有应急情况。关键是，如果较低强度的运动都让你感到不舒服，那么你就不应该在新锻炼计划开始阶段进行间歇训练。（话又说回来，做总比不做更好。）
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有氧代谢
（aerobic metabolism）
一种长时间能量转换的模式，在氧气充足的条件下，机体分解能源：首先分解脂肪和储备的葡萄糖——以此向活跃的肌细胞提供能量。有氧代谢模式发生在低强度到中等强度的运动中，并可以持续相当长的时间。
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无氧代谢
（anaeribic metabolism）
一种能量转换模式，在供氧不足的情况下，机体把脂肪和葡萄糖转换成可以利用的能源。当身体进行快速而剧烈运动时，参与运动的肌肉所需的新鲜氧气量超过了血液的输氧能力，肌肉分解能源的效率开始降低。
不过，要是你不喜欢运动，就不要勉强自己，有可能你的基因天生就不喜欢运动。2006年，欧洲科学家比较了13 670对同卵双胞胎的运动水平以及23 375对有1/2相同基因的异卵双胞胎的运动水平。研究人员发现，双胞胎在是否更愿意运动方面存在62%的差异，这是由不同基因造成的。另一项研究则发现，基因变异影响到你是否喜欢运动的感觉、开始运动后你是否能坚持下去，甚至影响到你是否能注意到情绪上的明显改善。在众多相关的基因中，研究人员重点关注一个与奖励及动机神经递质多巴胺有关的基因，以及另一个控制脑源性神经营养因子（BDNF）表达的基因。多巴胺基因变异的人可能缺乏奖励突触，这让他们无法感受运动时的极度欣快感，因此只能想象其他人在运动中的那种感觉。另外，要是你的BDNF信号被关闭，那么运动改善情绪的效应就会变得迟缓。我提供这个信息并不是要你把它当成借口，而是作为一种提醒，我们所有人都能用行动来重新规划我们的大脑。尽管不像我们儿童时期那么容易，但这的确有可能。
运动可以立刻增加多巴胺的水平，而且如果你坚持某种锻炼计划，你大脑动机中枢的脑细胞会迅速产生出更多巴胺受体，让你变得更积极。你正在建立新的神经通路，或者可能正在把废弃生锈的通路整修一新，而且只需一个星期的时间你就能形成一个习惯。运动可以成为一种自我强化的行为，它帮助你战胜你的基因。实际上，基因只是一个极为复杂的方程式一部分，而你已经控制了这个方程式中的许多变量。
这与脑源性神经营养因子（BDNF）的情况相似：你可能要用更长、更艰难的时间才能形成一种习惯，才能在运动时有良好的感觉。不过一旦你做到了，那么大脑产生优质营养肥料的效率就会越来越高。神经学家卡尔·科特曼是加州大学欧文分校脑部老化与痴呆研究所的负责人。他发现海马体有某种他称之为能生产BDNF的“分子记忆”。在一个为期三个月的实验中，他测定实验室老鼠在各种不同运动习惯下BDNF的水平。他比较了老鼠每天和隔天做跑轮运动，并观察老鼠放弃运动数周后的结果。这个研究的起因源于那个他感觉很可笑的观察结果：大多数的实验室研究都采用每日运动的方法，但对人类而言，通常没有那么剧烈的运动模式，而且几乎不可能遵循日复一日连续运动的模式。
他得出了许多有力的结论。首先，每日运动增加BDNF的速度要快于隔天的运动模式——两周后，这两种模式增加BDNF的量分别是150%和124%。令人惊奇的是，一个月以后，隔天运动组与每日运动组的效果并驾齐驱。当老鼠停止运动后，无论运动习惯怎样，只需两周就使BDNF降到基线水平。不过最有趣的发现是，让老鼠重新回到跑轮上后仅两天，BDNF又重新开始飙升（每日运动组是137%，隔天运动组是129%）。这就是他所说的分子记忆：如果你进行过有规律的锻炼，你的海马体很快就能重拾雄风。
科特曼的结论是，每天锻炼当然最好，但即使是间歇性的锻炼，效果也是惊人的。另外，我认为较重要的是，人们要认识到运动不是有或无的问题。如果你有几天没锻炼，哪怕是一两个星期，想象一下只要第二天你一锻炼，海马体就会快速产生大量的BDNF。
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人多力量大：结合心智活动与肢体锻炼
养成运动习惯的最好方法之一，就是加入运动小组。社交互动的刺激让你的神经元开始产生前所未有的冲动，既难以捉摸又具有挑战性，不但能令人满足还让人感到愉快。当你把这种心理活动和运动的准备作用融为一体时，那么你正在充分发挥大脑的生长潜能。运动把构建学习所需的材料准备就绪，而社交互动则把这些材料整合并固定到位。
普林斯顿大学的神经学家伊丽莎白·古尔德是神经发生研究领域的开拓者。她主要研究运动和环境对大脑的影响。古尔德已研究了动物独自运动和集体运动的不同效果。她发现社交互动对神经发生产生了重要影响。其中有个实验显示，让共同居住的老鼠跑步12天后，它们脑部神经发生的数量明显超过那些运动量相同但独自跑步的老鼠。实际上，独自跑步老鼠的细胞增生水平与共同居住但未锻炼的对照组一样低。这与压力激素皮质醇有关。2006年，古尔德在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）发表了这项研究。结果显示，尽管所有参与跑步的老鼠在运动期间的皮质醇都有增加，但独自跑步的老鼠在一天中不运动的时候皮质醇水平依然很高。换言之，在独自运动状态下，皮质醇抑制了神经发生；而社会支持则钝化了下丘脑-脑垂体-肾上腺轴（HPA轴）的反应，同时避免压力激素干扰神经发生。难道这意味着独自跑步是个坏主意吗？当然不是！
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别忘了运动本身就是一个压力因素，它激活了HPA轴，由此可增加皮质醇的量。独处也同样如此。看来似乎跑步和独处的结合大大增加了皮质醇的数量，以至于它能阻止神经发生的发生——也许这是因为老鼠没有足够的恢复时间。更糟的是，老鼠最初几乎不运动，从不活动变成每天跑上几公里，这给机体带来了一种全新的、巨大的压力。
当古尔德把实验时间从最初的12天延长后，则产生了完全不同的情况。她发现，如果让所有老鼠处于同等环境下，经过较长时间训练，原本独自跑步组老鼠的机能就赶了上来。大约跑了24天到48天后，独自运动组和共同运动组的神经发生速度持平。古尔德推测这个结果可能与血清素有关。社交互动增加了血清素的量，由此增强了神经发生。独处以及长时间暴露在皮质醇下，都会减少海马体内血清素受体的数量。所以有可能会发生这种情况：即使运动增加了血清素的水平，但要是不能与神经元内足够数量的受体相结合，血清素就无法发挥它的作用。
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古尔德正试图弄清压力、环境和运动之间极为复杂的关系，而且研究中要排除几个关键问题。首先，如果你从未运动过，而且生活中还有许多其他压力，那么循序渐进地开始锻炼则至关重要。其次，社会支持对大脑极为有益，它既可以预防压力所带来的消极影响，又为运动强化神经生长系统清除障碍，所以保持人际交往可以维护神经元的连接。最后，如果你能坚持按时锻炼，你的整个系统会自我调整以充分利用运动。
当然，古尔德强调从动物研究得出的结论有许多局限性。“啮齿类动物与人类完全不同。”她说，“如果你把一只大鼠或老鼠放进跑轮，每一只都会独自跑起来。而人类并非如此。我们许多人买回去的跑步机都成了衣帽架。”
不过我们的确天生就会跑，而且我们同样天生会为了长途采集食物及狩猎花费大量时间和储存能量，这些需求一定还潜伏在那里。这不是因为过去几百年里，我们DNA里突然出现那种睡倒在沙发里的本能，而是因为现代环境已经与我们的基因格格不入。食物绝不再是遥不可及的东西，你不必穿越辽阔的大草原寻找食物，10步远的冰箱里就能找到吃的。所以，用有氧运动来代替寻找食物的需求以发挥我们人类的本能，就变得极为重要。
但是我们无须像实验室老鼠那样。你可以在雨天进行跑步机上的运动，或者偶尔当你无法找到其他人与你共同锻炼时，利用跑步机运动。加入一个长跑小组或设定一个10公里慈善长跑的目标，然后与你的朋友们共同训练，这可增加一种责任感，而且是一种很有效的推动力。记得内珀维尔学区的保罗老师倡导团队合作而不是竞争。不过对某些加入团队的成年人来说，无论是三人城市篮球赛、成人足球队或者是成人游泳赛，都能让他们着迷。
也许与爱人一同跑步会是关键因素，或者你一直想学跆拳道，又或者像内珀维尔中央高中毕业生杰西那样，你发现自己酷爱攀岩的极限挑战（这需要一个同伴）。作为一个高中学生，杰西很幸运，因为有18种不同的运动项目可供他选择。而从另一个角度看，你也很幸运，因为你可以选择任何一种你想得到的运动项目。运动的魅力在于，你做得越多，你就相信自己会做得越多。
保持弹性
毫无疑问，身体的弹性很重要，但保持头脑的灵活性同样重要。当然，任何墨守成规都是违反自然的。我们的世界瞬息万变，你很难反复坚持做同样的事。我并不要求你那样做。最好的策略是，
每天做要些什么，让大脑保持灵活性，给它适度的压力，这样它就不易损坏。
尝试在你的计划中增添新的运动项目，然后不断适应以挑战自我。我的运动经历就是一个很好的例子，其间既有顺利又有挫折。
我是在宾夕法尼亚州西部长大的，当时那个地区诞生了像乔
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纳玛斯（Joe Namath）、迈克
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迪特卡（Mike Ditka）以及托尼
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多赛特（Tony Dorsett）这样的橄榄球明星。我喜欢橄榄球、篮球和足球这些主流运动，但我只是一个勤奋的替补队员而不是主力队员。我发现我的运动天赋在网球场上，于是整个高中时期我一直和我最好的朋友兼搭档一起打网球。我本打算去科尔盖特大学（Colgate University）打网球，但就在进入大学前夕，我在一次交通事故中摔断了手臂和腿。我的手臂需要接受两次外科手术，因此我有好几年时间无法打球。我放弃了网球比赛，而且至少有10年时间没有继续其他的运动。
在做实习医生期间，我又恢复了运动。当时比尔
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罗杰斯的成功和波士顿马拉松赛的声望掀起了长跑热潮。跑步让我重燃起了打网球的欲望，于是我和几位同事一起打壁球，其中包括我的好朋友、长久以来的工作伙伴爱德华
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哈洛韦尔。我们每周打3次壁球，并坚持了将近25年，大家不但彼此竞争，还相互鼓励和安慰。尽管大家都非常忙，但我们的壁球聚会从未失约。这是一段奇妙的时光。
大约7年前，我右臂的旋转环带撕裂而无法修复，因此我再也不能挥动球拍。为了康复，我开始练习举重，这是我第一次养成去健身房锻炼的习惯。开始的时候，我每周去三四次，每次在阶梯式跑步机或走步机上锻炼40分钟左右。另外，每周我会连续两天进行举重锻炼。接下来，我提高了强度，每天锻炼1小时，但我很怀念壁球场上的那段友谊。在爱德华的硬烈要求之下，我聘用了他的私人健身教练西蒙
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扎尔兹曼（Simon Zaltzman），他是一个老派人士。面对一位带着浓重俄国口音的前拳击教练，你无法想象这对我是多么大的挑战。
我养成了每周两次举重练习、仰卧起坐和平衡锻炼的习惯。在完全调整好自己之后，我又增加到每周三次。其他的日子里，当我想进行额外锻炼时，就在走步机或跑步机上跑40分钟。
在为这本书搜集资料的时候，我知道了神奇的人体生长激素（HGH），更了解到全速短跑如何把我带入到自己真正向往之地。我开始每周两次在跑步机上锻炼，其间还进行几次疾跑。不过我要告诉你的是，那样让我很痛苦。仅仅是提到它都让我有点畏惧，但它完全值得我付出额外的努力。这样努力了一个月后，我减去了多年来一直困扰我的赘肉，它们终于和我的上腹分道扬镳了。如若不然，我的体重依旧超标。现在，每周两天的有氧运动时（每周并非只有两天进行有氧运动），我只进行20分钟的慢跑，其间穿插5次疾跑，每次我都是竭尽全力地奔跑20秒到30秒。每当人们想知道如果他们没有时间的话该怎么做时，我就把这个故事告诉他们。
虽然我已年近六旬，但我依然感觉年轻，要是能让阿瑟
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克雷默扫描一下我的大脑，我敢肯定它看起来也很年轻。我正竭尽全力做任何能保留我前额叶皮层的事，任何需要前额叶皮层参与的事情，以及任何能让前额叶皮层兴奋的事。我当然也会偶尔几天不锻炼，但我尽量不超过连续两天。要是我正好不能去健身房，我会和妻子一起带着两条狗进行30分钟的快走，而不是平时10分钟的散步。对我那两条精力旺盛、不知疲倦的杰克和萨姆来说，我这样消磨时间，实在是它们的福音。不过它们对此毫不知情。
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