游泳有益于记忆、缓解压力和促进大脑活动

Seena Mathew是Mary Hardin-Baylor大学的生物学助理教授。本文最初发表于The Conversation。

众所周知，有氧运动可以延缓衰老。但越来越多的研究表明，游泳可能对大脑健康有独特的益处。

规律游泳已被证明可以改善记忆、认知功能、免疫反应和情绪。游泳还可以帮助修复由压力造成的损伤，并促进大脑形成新的神经连接。

但科学家们仍在试图揭示游泳为何以及如何能产生这些增强大脑的效果。

作为一名受过大脑生理学训练的神经生物学家、健身爱好者和母亲，我夏天会花好几个小时在当地的游泳池。经常可以看到孩子们快乐地戏水游泳，而他们的父母则在一旁晒太阳——我本人也曾多次作为这样的家长在池边观察。但如果更多成年人认识到游泳对认知和心理健康的益处，他们可能会更愿意和孩子们一起跳进泳池。

新的、更优质的脑细胞和连接

直到20世纪60年代，科学家们还认为人类大脑中的神经元和突触连接数量是有限的，一旦受损，这些脑细胞就无法再生。但随着研究人员开始发现大量证据表明成人大脑可以产生新的神经元，或称为神经发生，这一观念被打破，无论是在人类还是其他动物身上。

现在，有明确的证据表明有氧运动可以促进神经发生，并在帮助逆转或修复神经元及其连接的损伤方面发挥关键作用，无论是在哺乳动物还是鱼类身上。

研究表明，运动引起的这些变化的关键途径之一是通过增加一种名为脑源性神经营养因子（BDNF）的蛋白质水平。这种蛋白质刺激的神经可塑性（大脑改变的能力）已被证明可以提高认知功能，包括学习和记忆。

对人的研究发现，大脑中循环的脑源性神经营养因子浓度与海马体（负责学习和记忆的大脑区域）的体积增加之间存在着强烈的相关性。脑源性神经营养因子水平的升高也被证明可以提高认知表现，并有助于减轻焦虑和抑郁。相比之下，研究人员在脑源性神经营养因子浓度较低的患者中观察到了情绪障碍。

有氧运动还促进特定化学信使，即神经递质的释放。其中一种是血清素，当其水平升高时，已知可以减轻抑郁和焦虑，并改善情绪。

在对鱼类的研究中，科学家们观察到，与对照组相比，经过八周的运动后，负责增加脑源性神经营养因子水平的基因发生了变化，并且树突棘（神经细胞树突上的突起）的发育也得到增强。这与哺乳动物的研究一致，在哺乳动物中，脑源性神经营养因子已知可以增加神经棘密度。这些变化已被证明有助于改善记忆、情绪和增强认知能力。更大的棘密度有助于神经元建立新的连接，并向其他神经细胞发送更多信号。通过信号的重复，连接会变得更强。

但游泳有什么特别之处？

研究人员尚不清楚游泳的“秘诀”是什么。但他们正越来越接近理解它。

游泳的心血管益处早已为人所知。由于游泳涉及所有主要肌群，心脏需要努力工作，这会增加全身的血液流动。这会导致新血管的生成，这个过程称为血管生成。更大的血流量也可能导致内啡肽的大量释放——这些激素在全身起着天然止痛剂的作用。这种激增带来了运动后常有的欣快感。

大多数关于游泳如何影响大脑的研究都是在老鼠身上进行的。老鼠是良好的实验模型，因为它们在遗传和解剖上与人类相似。

在一项对老鼠的研究中，游泳被证明可以刺激抑制海马体炎症并抑制细胞凋亡（或细胞死亡）的大脑通路。该研究还表明，游泳有助于支持神经元存活，并减轻衰老对认知的影响。虽然研究人员目前还没有方法在人类身上观察细胞凋亡和神经元存活，但他们观察到了类似的认知结果。

一个更引人入胜的问题是，游泳具体如何增强短期和长期记忆。为了确定这些有益效果的持续时间，研究人员训练了老鼠，让它们每天游泳60分钟，每周五天。然后，研究团队通过让老鼠在包含六个臂的放射状水迷宫中游泳来测试它们的记忆，其中一个臂藏有一个平台。

老鼠有六次自由游泳寻找隐藏平台的机会。仅在游泳训练七天后，研究人员就通过老鼠每天犯的错误减少的情况，看到了短期和长期记忆的改善。研究人员认为，这种认知功能的提升可以为使用游泳来修复神经精神疾病对人类学习和记忆造成的损害提供依据。

尽管从老鼠研究到人类研究的跨度很大，但针对人类的研究也产生了类似的结果，表明游泳对所有年龄段的人都有明显的认知益处。例如，一项关于游泳对老年人精神敏锐度影响的研究发现，与不游泳的人相比，游泳者的精神速度和注意力有所提高。然而，这项研究在研究设计上存在局限性，因为参与者没有被随机分组，因此研究前已经是游泳者的人可能具有不公平的优势。

另一项研究将年轻成年运动员进行了对比，比较了陆地运动员和游泳运动员的认知能力。虽然单纯的水浸没有带来差异，但研究人员发现，20分钟的中等强度蛙泳改善了两组人群的认知功能。