持續運動，活化大腦的可塑性

文／洪蘭 腦科學專家〡信誼好好育兒網專欄作家

許多實驗證明，運動不只是鍛練身體，還對學習有益。在互動性強的運動中，還能學習與人相處，培養團隊精神。童年大腦的可塑性最強，是學習各種運動技能最好的時候，從小運動，可以培養受用一輩子的能力。

運動改變基因，健康傳三代

中國是個重視智育的民族，文官的地位一向都是比武官高，就算到二十一世紀的現代，父母還是很注重孩子大腦的聰明，卻不太在乎他手腳的靈活。我曾在通識課的課堂上，請學生說出歷史上有名的文臣和武將，結果他們可以很快說出三個以上的文臣，卻說不上一個武將的名字，不過最近哈佛大學的研究可能會改變父母對運動的看法。

研究者發現母鼠懷孕時子宮的環境會影響胎兒基因的發展和編碼：母鼠若在交配前和懷孕期間大量運動的話，牠的小鼠即使不運動，還攝取高熱量的食物，也比較不會變胖和得糖尿病。這個益處可以持續到第三代。也就是說，假如祖母是運動者，即使牠的孫子四體不勤，也有較健壯的身體和緊密的骨骼，老了也比較不會得糖尿病。

這個運動和鍛鍊有助於改善三代小鼠健康的發現真是令人吃驚。自從加拿大麥吉爾大學的神經學家M. Meaney發現母鼠對小鼠的梳理會影響親子大腦分泌催產素（Oxytocin），而這個催產素又跟小鼠以後情緒的發展有關以後，這個「表象基因學」（Epigenetics）就受到科學家的重視。原來基因的DNA結構（即分子的序列）是固定的，但只要改變構成蛋白質的胺基酸就能改變DNA包裹的染色體蛋白質，環境可以決定基因的展現與否，這個發現真的太重要了。

運動促進大腦營養補給，提高學習效率

其實柏拉圖在2000年前就說，雅典的公民在20歲以前，只要學習音樂和體育就夠了，因為音樂陶冶性情，體育強健體魄，這二個是做人的基本要件。現在更知道運動不只是鍛鍊身體，它還對學習有益。

認知神經科學家發現人在運動到心跳最高點的70%時，大腦會產生跟學習有關的多巴胺、血清張素、正腎上腺素和大腦內源神經滋養因子（Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF）。用運動來幫助學習，尤其對有過動/注意力缺失（ADHD）的孩子非常有效：運動時產生的多巴胺作用跟藥物「利他能」的作用一樣，但藥物有副作用，而大腦自己產生的多巴胺沒有；血清素跟我們的記憶、情緒和睡眠有關，抗憂鬱症的藥－百憂解就是阻擋大腦中血清素的回收，它量多時，人的心情會好。運動可以幫助孩子減少大腦負面情緒的活化，並中斷大腦中焦慮的神經迴路。如果缺乏運動，大腦不分泌內源性的滋養因子，它就會自行斷絕跟外界的聯結，因此自閉症的孩子特別要多去運動。

運動對學習、情緒和免疫力都有好處

這個BDNF營養素非常重要，實驗者灑上一點BDNF到培養皿中的神經元上時，它就長出很多新的神經連接，很像植物灑上了肥料就長出新的分枝和花苞一樣。BDNF還可以幫助大腦長出新的微血管並增加長期記憶。

現在已有很多實驗證明運動對學習有益，美國芝加哥附近的一所高中讓學生早晨七點就來學校跑操場，運動完了再去上課。結果發現運動完他們的情緒比較穩定，在班上打架吵架的情形少了許多，語文學習的成績也提昇不少。德國的研究也發現，學生在運動後，學習詞彙比運動前快了20%，因為BDNF提供了突觸所需要的營養。

此外，運動還可以增加免疫力，研究發現運動可以抑制壓力荷爾蒙皮質醇（Cortisol）的分泌，而皮質醇會壓抑免疫系統，每天運動的人比較少生病。如果孩子體能好，他會有更高的學習和心智運作效率。

大腦可塑性高，活化秘訣就是「持續運動」

大腦是用進廢退的，大腦的神經元是透過主動學習來連接的，因此用得越多，連接得越緊密，過去我們在學校很少看到感覺統合的問題，現在越來越多，有一個原因是以前的孩子下了課都在外面玩耍，如官兵捉強盜，但現在的孩子是宅在室內玩電玩遊戲。這些靜態的遊戲玩太多時，會剝奪孩子大腦對韻律、節奏的訓練和協調四肢的機會。

大腦並非像很多人以為的定型了不能改變，其實它有很大的可塑性，是一直不停的依外界的需求改變裡面神經的連接的。有一個實驗發現德國大學生在練習拋接球時，運動皮質區變大，三個月不練習，這個區域又縮小。顯示它是隨著需求的多寡而不停的改變。

童年是學習運動技能的最佳時期

但運動要有效果，必須持之以恆，澳洲的研究者找了三組受試者來做肱二頭肌彎舉（eccentric bicep curl）的實驗，做四週，一組每天做6個，做五天，一週30個；另一組是一週一次，一次做滿30個；第三組是一週一次，一次6個。結果發現一次做30個的肌力沒有增強，但是肌肉量變厚了5.8%；一次做6個的沒有任何肌腱強或厚的效果；反而是一次做6個，做五天的，顯著的增強了肌肉的強度10%，而且肌肉的厚度跟一次做30個的差不多。運動必須有恆，三天打魚兩天曬網不會有效。

童年大腦的可塑性最強，是學習各種運動技能最好的時候，這種程序性記憶是儲存在神經連接的突觸上，練習得越多，神經迴路越自動化，到最後會形成第二本能。我們不要責罵孩子犯錯，實驗者在大腦中看到，孩子從錯誤中學習的效果大於正確的學習，因為犯錯時，大腦各區域活化的情形比正確時還高。

從小開始運動，培養受用一輩子的能力

運動更可以培養孩子的團隊精神。孩子需要在互動性強，如球類的運動中，學習與人相處。孩子的社會化不是跟父母而是跟他的同儕完成的。一個小時候不會跟別人玩的孩子，長大後只能去跟電玩遊戲玩，因為只有電玩這種沒有生命的玩伴可以忍受孩子重複不合理的咒罵和毆打而不離去。二十一世紀是個講究團隊合作的世紀，孩子必須學會與人合作才有競爭的本錢，而參與團隊運動就是最好的方法。

身體健康是一切幸福的根本，親子一起運動，不但有助於親子感情的提昇，還可以幫助孩子學習，強化父母自己的體魄，使天倫之樂的時光更加甜蜜和長久。

更多信誼好好育兒網文章

【免費講座】實體線上同步，5/7洪蘭教授主講「運動改變大腦」

【運動示範】1234動一動！跟著豆豆一起做體操，強化運動能力