信誼兒童發展研討會特報:洪蘭談大腦與運動

洪蘭 中央大學認知神經科學研究所講座教授

柏拉圖說:神為了讓人類有成功的生活,提供了兩種管道-教育與運動。雅典的公民在20歲以前,只要有音樂和體育就夠了,音樂陶冶性情,體育增強體魄。他的話在二千年後的醫學研究中得到了科學證據:運動會產生正向的神經傳導物質,多巴胺Dopamine及血清素Serotonin,運動會使人心情愉快,並增加大腦的血流量,促進掌管記憶的海馬迴神經元的發展,使它變大,神經細胞變多,幫助記憶,讓學習更有效。

但是要達到大腦自己分泌多巴胺、血清素和正腎上腺素,必須要大量運動到這個人心跳最高點maximum70%以上時,這些神經傳導物質才會分泌出來,不是隨便動一動就可以的。臨床實驗也發現,重度憂鬱症的病人每日運動二小時以上,持續三個月後,百憂解的藥量可以減少。運動所產生的血清素可以減輕焦慮。

運動提高人的警覺性、注意力和動機,使心智最佳化,還能促進神經細胞的連接,幫助接收新的資訊,並產生新的神經細胞以接收更多新的資訊。


運動對學習的幫助
運動和學習的關係目前已無爭議:有一個實驗是看500名中學生運動和學業成績的關係,結果發現每天上一個小時體育課的孩子在考試成績上比較好。大學生參加運動計畫後,學業成績也上升了,就連50歲的中年人在參加四個月的走路計畫後,心智的表現也比四個月前的提升了10%。甚至65歲的老人,走路也得到了同樣的效果。

我們在運動時,大腦會產生多巴胺、血清素和正腎上腺素(norepinephrine),這三種神經傳導物質都和學習有直接的關係:多巴胺是個正向的情緒物質,我們的快樂中心-伏隔核(nucleus accumbens)裡面都是多巴胺的受體;血清素則跟我們的情緒和記憶有直接的關係;正腎上腺素跟注意力有直接的關係,學習時非常需要注意力大量的集中。更重要的是,運動時,大腦還會分泌一種很重要的神經營養素-BDNF(Brain Derived Neurotrophic Factor),使大腦更健康,可以增進心理健康和大腦認知能力。

有一個實驗很清楚的說明了運動跟學習的關係:芝加哥附近有一所中學(Naperville Hight)實施零時體育課(Zero Hour PE),即還沒上課之前先叫學生來學校運動,要運動到他心跳達到最高值或最大攝氧量(氧消耗值)的70%才可以回教室去上課。一開始時家長都反對,孩子本來就爬不起來上學了,再去跑幾圈操場,豈不一進教室就打瞌睡?結果發現正好相反,運動完的孩子多巴胺多了,脾氣好了,在課堂吵架、打架的次數少了,上課的氣氛就好了,學習就進步了;血清素出來,記憶力增加了,學習的效果好了;正腎上腺素使孩子的專注力增強,上課專心,記得快、學得好,學生的表現就提昇了,自信心與自尊心也出來了。

他們還做了一個實驗,將學生最不喜歡、最頭痛的課,如數學課、文法課,排在上午第二節上或下午第八節上,結果發現上午那一組的學習效果比較好,好到兩倍以上。因為上午第二節課時,運動時所分泌的神經傳導物質還在大腦裡,但是到下午第八節課時,它們已經消耗殆盡,學習就不如早上的好了。這些實驗數據開始讓美國的父母看到運動對孩子學習和行為的幫助。現在美國在推動學校每天都要有一堂體育課,對我們國三和高三每天要考試的學生來說,一天更是應該要有兩堂體育課,以舒解他們的考試壓力和增加他們的學習效果。


運動與情緒
科學家很早就知道運動跟情緒有關。運動可以抑制大腦中杏仁核的活化,阻止負面情緒的出現,打完球的人情緒都很亢奮,不會憂鬱。實驗者用老鼠來探究原因,發現運動時,氧的大量消耗會促使血液迴轉加快,這個氧的需求增加了肌肉微血管的數量,使肌肉可以運動得更久。大腦也是一樣,血液流動得越快,就能運送越多的帶氧血紅素到細胞上去,就可以做更多的思考,儲存更多的記憶。

杜克大學(Duke University)曾發現如果能使憂鬱症的病人走出家門去運動,他們大腦所產生的多巴胺、血清素等神經傳導物質的療效跟吃「百憂解」一樣的好。運動是操之在己,只要持之以恆,病情就會減輕,給病人一種自我操控的良好感覺。這種感覺帶回他對自己的信心,這個正向作用比吃任何藥都效果好。


運動對病童的幫助
運動甚至對注意力缺失和過動症(ADHD)都很有效,目前醫生給ADHD孩子所開的「利他能」(Ritalin)其實就是增進大腦中多巴胺濃度,它是個興奮劑,如果運動本身就會分泌多巴胺,為何不用大腦自己本身的多巴胺呢?自己分泌的對大腦沒有傷害,化學合成的藥物現在已知會傷害大腦的快樂中心-伏隔核。許多第一線的治療師都發現武術、體操對ADHD的孩子非常有幫助,因為這些運動需要全神貫注,而且武術、體操比枯橾的跑步機有趣的多,孩子比較會持續練下去。
有些學者把過動症的人叫作有“愛迪生基因”者,不認為他們有病。愛迪生念小學時,被老師認為無可救藥,叫他父母領回家,免得干擾別的孩子上學,但愛迪生卻是有史以來,專利拿得最多的人。

最近的研究發現運動對自閉症(Autism)的孩子也有幫助,運動所產生的正腎上腺素使孩子眼睛不再鎖住單一目標,可以「脫離」(disengagement),比較會與人接觸,因而產生互動,運動時所產生的BDNF也幫助自閉症孩子與外界的聯結。

現在醫生很鼓勵“病人”用運動的方式來減少藥物的服用,甚至替代藥物。對於現在教室中越來越多的“注意力缺失”和“過動學生”,運動不失為一個替父母分憂、替老師減壓的好方法。


總結
從研究結果看來,要長得高、長得好,每個學生都得運動,最近報紙報導台灣東北部常下雨的地方,學童不能上體育課,結果身高、體重和智商都比其他區域的學童差。國三學生更需要每天運動,一方面保持心情的愉快,書才看得進去;另一方面增加大腦血液的流動,促進海馬迴神經有足夠的營養,幫助記憶,讀書才有效。所以,運動不但不是浪費時間,反且對學習有益。父母可以放心讓孩子去打球、游泳,做各種運動。

運動和我們身體在健康、學習的效率都有直接的關係,它甚至比吃藥還好,運動給病人一種自我操控的良好感覺,這種感覺會帶回他對自己的信心,這個正向作用的效果比吃任何藥都好。在這老人化的社會,每個人都應當了解運動對他自己健康和生活品質的好處,這次的研討會是個開始,台灣需要像當年推閱讀那樣去推運動!


(本文摘自信誼《兒童發展研究彙編 運動與兒童全人發展》)
    (全文亦轉載自2019年5月號《信誼好好生活誌》—《信誼好好生活誌》免費索取地點:信誼小太陽親子館、小太陽親子書房
地址:台北市重慶南路二段51號1F、B1)

 

陪孩子快樂上小學
好好育兒︱小一電子報

擔心孩子上學不適應嗎?老師是否好溝通?孩子會不會被同學欺負?信誼好好育兒︱小一電子報,陪著孩子一起入小學,舉凡上學適應、課業學習、親師溝通、人際課題等,都有專家提供策略解方,幫助您與孩子順利銜接小學生活。