占竺旋 楊萍

摘? 要：記憶是人類的高級(jí)認(rèn)知能力，它是思維、想象等高級(jí)心理活動(dòng)的基礎(chǔ)，是人們的日常生活中必不可少的認(rèn)知能力。隨著經(jīng)濟(jì)政治的發(fā)展，越來越多的人熱衷于體育運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)對(duì)人類大腦認(rèn)知的作用也越來越突出。其中，運(yùn)動(dòng)對(duì)人類記憶的作用就受到較多研究者的關(guān)注。本文就將著重闡述運(yùn)動(dòng)對(duì)不同記憶的影響及其影響機(jī)制。主要包括運(yùn)動(dòng)對(duì)長時(shí)記憶、短時(shí)記憶、關(guān)系記憶、空間記憶等方面進(jìn)行闡述，影響機(jī)制也主要包括海馬突觸可塑性、基因表達(dá)以及腦功能結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行闡述。通過對(duì)運(yùn)動(dòng)與記憶關(guān)系的整理和闡述，能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)促進(jìn)記憶的作用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)? 認(rèn)知功能? 記憶? 機(jī)制

中圖分類號(hào)：G808? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2813（2020）03（b）-0025-03

運(yùn)動(dòng)是人們生活中必不可少的部分，運(yùn)動(dòng)對(duì)人類的好處逐漸突出，相關(guān)究者也將研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到運(yùn)動(dòng)對(duì)人類的作用，例如經(jīng)常參與身體運(yùn)動(dòng)可以預(yù)防和改善高血壓[1]、肥胖[2]、糖尿病[3]、癌癥[4]等生理上的疾病，同時(shí)還可以緩解老年人的阿茲海默癥[5]等腦功能退化的疾病。身體運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦認(rèn)知功能方面也具有促進(jìn)作用[6，7]，其中運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶這一重要的認(rèn)知能力的影響也是十分重要和顯著的。記憶是人腦對(duì)經(jīng)歷過事物的識(shí)記、保持、再現(xiàn)或再認(rèn)的過程[8]。運(yùn)動(dòng)與記憶的關(guān)系及影響也受到較多研究者的關(guān)注和探究，因此本文就根據(jù)運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶的不同方面的影響進(jìn)行整理和闡述。

1? 運(yùn)動(dòng)對(duì)不同記憶的影響

1.1 運(yùn)動(dòng)與長時(shí)記憶

長時(shí)記憶，一般是指能夠保持相當(dāng)長時(shí)間、并可容納大量信息的記憶[9]。經(jīng)常參加運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)或保持長時(shí)記憶。在相關(guān)的實(shí)證研究中，Labban等人[10]在探討急性運(yùn)動(dòng)對(duì)長時(shí)記憶的影響時(shí)，讓被試在運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后都進(jìn)行一次記憶任務(wù)的學(xué)習(xí)，再分別對(duì)他們記憶內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試運(yùn)動(dòng)后的記憶學(xué)習(xí)效果是最好的，這表明急性運(yùn)動(dòng)對(duì)長時(shí)記憶具有積極的影響。同時(shí)Coles等人[11]在類似的研究中認(rèn)為短時(shí)運(yùn)動(dòng)之所以會(huì)提高長時(shí)記憶，是由于短時(shí)運(yùn)動(dòng)可能改變長時(shí)記憶的特定方面，運(yùn)動(dòng)引起的喚醒可以促進(jìn)信息整合到長時(shí)記憶中，從而促進(jìn)長時(shí)記憶。

1.2 運(yùn)動(dòng)與短時(shí)記憶

短時(shí)記憶是指對(duì)信息的保持時(shí)間在十幾秒至1min左右的記憶[9]。關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)短時(shí)記憶的影響，我國學(xué)者[12]就研討定量負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶廣度影響的研究中，發(fā)現(xiàn)被試在進(jìn)行短時(shí)定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后，視聽簡單反應(yīng)時(shí)有明顯的減少，以及視聽短時(shí)記憶數(shù)字廣度也有所提高，這說明身體運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦的短時(shí)記憶可能也是存在一定的促進(jìn)作用。不過目前對(duì)于運(yùn)動(dòng)改善短時(shí)記憶的實(shí)證研究證據(jù)似乎還是不足，運(yùn)動(dòng)與短時(shí)記憶的關(guān)系還是需要更多的實(shí)證研究來說明。

1.3 運(yùn)動(dòng)與關(guān)系記憶

關(guān)系記憶是指能夠記住某一事物與另一事物之間所存在的關(guān)系的一種能力[13]。關(guān)系記憶在人類生活中也是起著較大的作用。在探究運(yùn)動(dòng)與關(guān)系記憶表現(xiàn)之間的關(guān)系時(shí)，Chaddock等研究者[14]采用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)來觀察運(yùn)動(dòng)前后兒童大腦中與關(guān)系記憶有關(guān)的海馬區(qū)域變化來證明運(yùn)動(dòng)與其關(guān)系記憶之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，有氧適能較好的兒童在運(yùn)動(dòng)后，比有氧適能較差的兒童具有更好的記憶任務(wù)表現(xiàn)，同時(shí)也表現(xiàn)出更明顯的海馬區(qū)體積的變化。該研究者[15]還認(rèn)為有氧適能可能是影響相關(guān)記憶的有效編碼和檢索這一執(zhí)行能力的一種因素。

1.4 運(yùn)動(dòng)與空間記憶

空間記憶，簡單來說就是描述物體的一種能力。具體分為物體定位時(shí)的方位效應(yīng)或物體搜索時(shí)的方位效應(yīng)，其中物體定位是指計(jì)算某物體在觀察者中心結(jié)構(gòu)的位置;物體搜索是指判斷在觀察者中心結(jié)構(gòu)的某位置上的物體是什么，空間記憶就是物體定位和物體搜索能力的體現(xiàn)[16]。這種記憶對(duì)于兒童來說是十分重要的，在兒童開始接觸新東西或新事物時(shí)，大腦中空間記憶也就開始起著重要作用，大腦的海馬體結(jié)構(gòu)也開始成長，因此對(duì)于空間記憶的促進(jìn)是十分重要的。相關(guān)研究者[17]探究運(yùn)動(dòng)與空間記憶的關(guān)系，他們對(duì)學(xué)齡前兒童的有氧適能與其空間記憶和注意力的關(guān)系進(jìn)行了橫向和縱向的探究，發(fā)現(xiàn)有氧適能或運(yùn)動(dòng)技能較好的兒童的空間記憶和注意力等認(rèn)知表現(xiàn)比有氧適能較差的兒童都要好，同時(shí)在長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)兒童的空間記憶或注意力等認(rèn)知表現(xiàn)都顯著提高。因此認(rèn)為有氧適能或運(yùn)動(dòng)技能較好的兒童可能具有更好的空間記憶能力，同時(shí)進(jìn)行長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)也會(huì)促進(jìn)兒童的空間能力或注意力都能認(rèn)知能力。

2? 運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶產(chǎn)生影響的可能機(jī)制

在大腦的各個(gè)腦區(qū)中，與記憶有關(guān)的腦區(qū)主要是海馬區(qū)域。記憶作為大腦的高級(jí)認(rèn)知功能之一，有著較為復(fù)雜的工作機(jī)制。對(duì)于兩者關(guān)系的機(jī)制探究主要是從生物學(xué)角度來解釋，如可以促進(jìn)大腦海馬突觸可塑性的神經(jīng)生長相關(guān)蛋白-43、與基因表達(dá)相關(guān)的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、相關(guān)腦區(qū)的血流量變化及大腦海馬體的體積變化等均可以解釋運(yùn)動(dòng)與記憶之間的關(guān)系。

2.1 神經(jīng)生長相關(guān)蛋白-43

神經(jīng)生長相關(guān)蛋白-43（Growth Associated Proteins，GAP-43）是神經(jīng)元發(fā)育、神經(jīng)生長及再生、突觸形成和重塑的標(biāo)志性物質(zhì)，它與海馬突觸可塑性的發(fā)展具有密切關(guān)系，并發(fā)揮著重要的作用[18]。同時(shí)，相關(guān)研究指出運(yùn)動(dòng)與記憶之間的關(guān)系可能通過GAP-43的變化發(fā)生的。苑振云[19]觀察運(yùn)動(dòng)對(duì)小鼠學(xué)習(xí)記憶能力和海馬GAP-43表達(dá)的影響，他們將小鼠分為運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組，讓運(yùn)動(dòng)組進(jìn)行3個(gè)月的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后，用Morris水迷宮測(cè)試小鼠，再用RT-PCR法檢測(cè)海馬中的GAP-43mRNA的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Morris水迷宮中，運(yùn)動(dòng)組小鼠的潛伏期比對(duì)照組的時(shí)間短，同時(shí)，運(yùn)動(dòng)組的海馬GAP-43表達(dá)的量相比對(duì)照組顯著增加。這說明，運(yùn)動(dòng)能提高小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，并且這個(gè)機(jī)制可能與運(yùn)動(dòng)促進(jìn)海馬GAP-43表達(dá)的增加有關(guān)。

2.2 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子

腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF），它主要由腦組織合成，廣泛分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)。其中大腦皮質(zhì)、海馬等部位含量較為豐富，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中多種類型神經(jīng)元的生長、發(fā)育、分化、維持和損傷修復(fù)都具有重要作用。BDNF主要作用于酪氨酸激酶B（Trosine Kinase B）受體，可能經(jīng)蛋白激酶（MAPK）和三磷酸肌醇激酶（IP3-K）信號(hào)途徑，易化神經(jīng)遞質(zhì)合成與釋放，增強(qiáng)突觸傳遞效能，從而對(duì)學(xué)習(xí)記憶起到促進(jìn)作用[20]。Greenwood等人[21]以老鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶的影響及對(duì)海馬體的BDNF信使——核糖核酸（mRNA）的影響。研究結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)后增加了大鼠腦中的齒狀回、CA1和基底外側(cè)杏仁核中的BDNFmRNA的表達(dá)，同時(shí)也提高了大鼠的記憶任務(wù)表現(xiàn)。

2.3 腦區(qū)的血流量變化

近紅外光譜技術(shù)是近年來新興的一種非侵入式腦功能成像技術(shù)。該技術(shù)是在進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)時(shí)通過測(cè)定大腦活動(dòng)區(qū)域腦皮層散射光的強(qiáng)度來得到腦內(nèi)的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的相對(duì)濃度變化，從而推測(cè)與認(rèn)知活動(dòng)相關(guān)的腦區(qū)及各腦之間的相互關(guān)系。因此研究者采用fNIRS技術(shù)可以獲得大腦活動(dòng)時(shí)血氧水平的變化，進(jìn)而研究認(rèn)知活動(dòng)過程的神經(jīng)機(jī)制[22]。Yamazaki等研究者[23]在探究輕度的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦空間記憶的影響，采用近紅外光譜技術(shù)記錄相關(guān)腦區(qū)，如背外側(cè)前額皮質(zhì)（DLPEC）、腹外側(cè)前額皮質(zhì)（VLPFC）和前極區(qū)（EPA）的皮質(zhì)氧合血紅蛋白水平的變化。研究結(jié)果得出，運(yùn)動(dòng)后的大腦記憶表現(xiàn)要顯著好于運(yùn)動(dòng)前的表現(xiàn);同時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后的右VLPFC具有較高的氧合血紅蛋白水平，以及前額區(qū)的氧合血紅蛋白水平也是比運(yùn)動(dòng)前具有更高的水平。這表明運(yùn)動(dòng)對(duì)空間記憶具有改善作用，且與大腦的腹外側(cè)前額皮質(zhì)（VLPFC）和前極區(qū)（EPA）的氧合血紅蛋白水平變化有關(guān)。

2.4 海馬區(qū)域的體積變化

在運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶的影響機(jī)制中，相關(guān)研究者采用核磁共振技術(shù)來觀察運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦的某個(gè)腦區(qū)的體積或厚度等產(chǎn)生變化來反應(yīng)其對(duì)記憶表現(xiàn)的影響。Gothe等[24]研究者采用核磁共振技術(shù)探討了瑜伽對(duì)工作記憶任務(wù)期間大腦的海馬體、丘腦和尾狀核的灰質(zhì)體積和腦激活的變化。研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，在瑜伽組的左側(cè)海馬中觀察到灰質(zhì)體積明顯增大，且瑜伽組的背外側(cè)前額葉皮層的激活減少，這表明瑜伽運(yùn)動(dòng)是能夠促進(jìn)參與工作記憶的特定腦區(qū)的結(jié)構(gòu)和功能變化，從而改善相應(yīng)的記憶能力[24]。

3? 結(jié)語

綜上所述，運(yùn)動(dòng)能夠作為一種干預(yù)方式對(duì)記憶的不同方面產(chǎn)生積極影響，同時(shí)通過各種不同的生物分子機(jī)制對(duì)大腦記憶產(chǎn)生影響，這為人們想要提高記憶能力提供了科學(xué)的依據(jù)和方式。

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