一、运动原理：越动越多的脑细胞
人人都知道，运动可以强健体魄，但很少有人明白其中原理。热爱运动的人，只知道运动能解压，能让人愉悦，却不知道我们感觉欣快的真正原因是：运动让大脑处于最佳状态。这个结论有着坚实的神经科学的理论依据。
运动平衡大脑
神经元分支间的连接点是突触。突触之间并不真正触碰，神经学家所说的“连接”，是指建立一种联系。神经元工作的机制是：电信号沿着轴突传导到突触，在突触这儿神经递质携带化学信号穿过突触间隙，与另一端神经元树突上的特异性受体结合，就此打开神经元细胞膜上的通道，并将这种信号转化为电流。
大脑中约80%的信号是由两种神经递质传送出去的：谷氨酸盐和γ-氨基丁酸。前者刺激神经冲动，后者抑制冲动。它们和血清素、去甲肾上腺素、多巴胺等神经递质一起调节大脑的活动。
失衡的大脑会引发抑郁症、焦虑症和强迫症。现有的大多数改善精神状态的药物，都是以调节这些神经递质为目标的。事实上，长跑1600米就能产生和服用药物一样的效果，因为运动提高了神经递质的水平。
运动让大脑成长
神经递质执行信息传递，调节大脑平衡，而另一些神经营养因子则负责建立、保养神经细胞回路，构成大脑自身的基本结构。其中最有名的就是脑源性神经营养因子，简称BDNF。它被称为“大脑的优质营养肥料”，是大脑的可塑性的重要推手。而运动会让这种神奇的脑细胞肥料变多。
1995年，卡尔·科特曼在一个为期4年的关于老化的研究中发现，那些认知功能衰退极小的人呈现出三点共同因素：教育、自我效能感和运动。当时前两个因素对大脑的影响人所共知，只有运动让人费解。于是，他设计了一个测量BDNF与运动关系的实验。他斥巨资设计了实验设备：不锈钢转轮。好在，参与实验的老鼠非常喜欢这个运动器材，一晚上能跑几公里。解剖结果表明，跑得越多的老鼠，大脑内的BDNF水平就越高。
运动诱发神经新生
很长时间以来，人们都认为神经元的数量是恒定的，只能被消耗，不能新生。但是当科学引入先进的成像仪器后发现，用来监测癌症扩散的染色剂，居然出现在晚期患者的海马体中。这也就是说，神经元像其他身体细胞一样，在分裂生长。而实验证明运动会诱发这种“神经新生”。1998年，在一个由神经学家彼得·埃里克森领导的实验中，科研人员把运动和不运动的两组老鼠困在水池中，测试它们对逃生路线的记忆程度。结果，运动的老鼠每次都能更迅速地径直找到安全地带。解剖发现，运动老鼠的海马体中，新干细胞的数量是不运动的老鼠的两倍。当然，这并不意味着，跑1600米你就能变成天才。新生的神经元是完全空白的干细胞，要经历一个发育的过程才能形成神经细胞，在这个过程中，它们必须找到事情做才能生存下来。一个新生的细胞要经过28天才能加入到一个神经网络中，如果我们不使用新生的神经元，就会失去它。科学家发现，运动产生大量神经元，而环境优化的刺激则有助于神经元的存活。也就是说，体育课为大脑提供了学习所需的原料，而课堂上的学习则促使新生的神经细胞连接到神经网络中。2007年，德国研究人员发现，人们在运动后学习词汇的速度比运动前提高了20%。
二、运动功效之改变压力状况
压力是必须的，没有好坏
压力是个囊括广泛意涵的概念，但究其根本它是指身体平衡状态的一种威胁，一种对适应的要求。在大脑中，任何引起细胞活动的事情都是一种压力方式，哪怕是神经元发送信号，也会在细胞上产生破损和裂缝。压力就是压力，无所谓好坏，问题是它的轻重和持续时间。
20世纪80年代，美国能源部曾经针对从业人员进行过一次辐射暴露对健康影响的研究。两组工作相同的工人，一组接触的材料中有轻微的辐射，另一组则不含辐射。经过8年的跟踪研究，科研人员发现，暴露在低剂量辐射下的工人的死亡率竟然比对照组低24%。难道辐射让人更健康？
深入研究后人们发现，辐射是一种压力，它会损伤细胞，但低剂量的压力，在大脑中反而起到了疫苗的作用：在有限的程度下，压力触发了大脑的过度补偿机制，从而使它们自身做好迎接未来挑战的准备。这种现象被神经学家称为：压力接种。当然，高水平的辐射会直接杀死细胞，导致癌症。
压力结果的差异，既有剂量的因素，也有不同个体应对方式的因素。你选择处理压力的方式，不仅能改变你的感觉，还能改变你的大脑。如果你只是被动反应，或者完全走投无路，压力就会变成巨大的危害。在压力中待久了，压力很可能变成慢性压力，紧张情绪成为生理压力，应激反应引发连锁反应。
压力让人专注，也可能让人上瘾
重度压力会激活杏仁体，引发“打或者逃”的应激反应。在应激状态中，杏仁体为眼前的需求立刻行动，集合一切资源来调动身体和大脑。肾上腺素突然在体内聚集，使心跳和血压增加，肺部支气管扩张，以便向肌肉输送更多氧气。肾上腺素与肌肉纺锤体结合，增加肌肉的静息张力，让肌肉做好爆发运动的准备。
因此，在特定的情景下，压力能促使人迅速专注起来。一些注意力缺陷多动障碍患者，甚至会给人压力上瘾的印象，他们必须受到压力才能集中注意力，当一切都很好时，他们甚至会挑起事端，在潜意识中创造压力。
应激反应之后，杏仁核提供恐惧或激动的情感内容，海马体提供时间、地点、事件和方式的背景，把发生的事情铭刻成记忆，为将来做参考。把压力处境刻录成记忆，显然是一种具有进化优势的适应性行为。问题是，过大的压力会蚕食刻录系统本身。
从肚子看你的压力值
你如何才能判定自己的压力值是否过度呢？或许可以低头看一看自己的肚子。
在应激反应中，皮质醇会发送信号示意肝脏向血液提供更多的葡萄糖，同时关闭某些路口，让葡萄糖只运送到与“打或者逃”有关的区域。如果这个过程持续不断，那么皮质醇的这种指示会以腹部脂肪的形式，蓄积在身体中。在慢性压力下，身体本能蓄积的过剩能量最终形成啤酒肚。那不仅影响体型，更会危害健康。
如何才能越压越勇，越健康
轻微的压力可以激活神经元内在的修复和恢复机制。可以说，没有压力我们就不会拥有出色的适应和生长能力。运动的压力可预知、可控制，而且还是你可以自主的。你随时可以在生活中引入运动，以激活神经元过度补偿，变得更加强壮。
面对现存的压力，运动同样作用巨大。有一个因为装修压力而酗酒的妈妈，在作者的一个极为简单的建议下，成功戒了酒，心情很愉悦地完成了装修，并且带着三个孩子。作者的那个建议就是：跳绳。
跳绳之所以有效，首先是因为通过运动，你会得到一种征服感和自信心。其次，当你逐渐意识到自己具备控制压力的能力而不用依靠被动应对机制时，你就提高了引发应激反应的压力阈值。运动不仅可以预防慢性压力，还能彻底转变它们，从微细胞到心理的各个层面。
三、运动功效之解决焦虑的根源
人为何焦虑
在应激反应中，焦虑是对威胁的自然反应。大脑判定威胁后，交感神经和下丘脑-脑垂体-肾上腺轴进入高速运转状态，焦虑情绪产生。问题是，人类并不只在面对真正的危险时焦虑，想象中的威胁也会让我们产生应激反应。怕蛇的人，仅仅是想到蛇就会无比焦虑。事实上，如同想象中的蛇，绝大多数焦虑都源于认知上的错误解读。
认知错误的部分原因是前额叶皮层对杏仁核失去了有效的控制。科学家扫描焦虑症患者的脑部后发现，他们的前额叶皮层内负责向杏仁核发送“结束-停止”信号的区域比正常人小。所以，解除警报的信号不能灵敏地发出，杏仁核持续发力，恐惧的记忆相互连接，焦虑就像滚雪球般增长。
运动让大脑知道，焦虑是一种认知错误
2004年，南密西西比大学的一项研究发现，患有广泛性焦虑症的被试者仅仅在两周内进行6次20分钟的中等强度运动后，焦虑症状就大为减轻。其中的原理是：当我们在运动背景下增加心率和呼吸时，我们知道这些生理信号只是运动的产物，是可控、安全且有益的，因而不会引发焦虑。这样我们就逐渐适应并喜欢上身体被激发起来的感觉。
在生理上，运动会降低肌肉的静息张力，并增加血清素和抑制神经冲动的γ-氨基丁酸的释放，由此中断传向大脑的焦虑循环。
在焦虑症的治疗中，有一种叫β-受体阻滞剂的药物广受欢迎，它对交感神经系统具有静镇作用。很多古典音乐家在演出前会选择服用它，以避免紧张出汗和肌肉僵硬。运动的作用和这种药物如出一辙，而且你自己就能生产。
跑赢恐惧
焦虑就是恐惧。焦虑症如此难以治疗的原因是，恐惧的记忆一旦被建立，那个特别的通路就驻扎在大脑中了，鲜明得远远超过它实际的样子。想要扑灭焦虑，就要建立新的记忆，并且不断强化，逐步形成新的神经回路，把触发器和典型的反应断开。科学家把这个过程称为重新归因。运动是重新归因最简易的方法。运动会引发类似于焦虑的生理性症状，当你把它和由自己发起的这种可控行为关联起来，崭新的记忆会逐步形成，取代恐惧的记忆。
除此之外，运动还通过分散注意力、缓解肌肉紧张、增加大脑资源、提高恢复能力来跑赢焦虑。
每个人在遇到焦虑时的最初反应，都是本能地逃避。但只要能行动起来，你就会发现世界比想象中更安全。如果害怕，不妨为自己找些运动的伙伴。
当然，这些建议主要针对一般性焦虑问题。对于深陷焦虑病症的病人，作者从来没有主张运动和药物二选一，运动只是药物之外的另一个选择。
四、运动功效之挣脱抑郁的枷锁
情绪障碍的生物病因
20世纪50年代，科学家发现一种还处于实验阶段的抗肺结核药能带给人“不正常的快乐”。而后，更多提升心情的药物相继被发明。突然之间，人们认识到那些一直被认为是心理问题的疾病，或许有着生物学上的解释。抑郁有着极为广泛的症状，包括悲伤时人人都可能出现的消极悲观、急躁易怒、无精打采、自我苛责。不过，抑郁和悲伤并不一样，悲伤是人类正常的生理状态，抑郁却是一种连接的破坏。它不仅破坏生活，也阻断了脑细胞之间的联系。
出现连接麻烦的大脑
清晰的大脑成像技术让人们发现，某些抑郁症患者的大脑的确出现了问题，不但灰质发生了生理性的萎缩，高含量水平的压力激素、皮质醇还毁坏了海马体的神经元。神经元的突触基本停止生长，树突也大都枯萎，导致神经元的交流被阻断。这在一定程度上解释了抑郁症患者为什么总是处于消极思维，也许是因为大脑无法扩展旁路来形成替代记忆。
运动刚好是这一新发现的解决对策，因为很早人们就发现运动催生的BDNF可以保护海马体等区域的神经元免受皮质醇的干扰，让神经元回复自然的放电状态。
双向解决问题的运动
抗抑郁药大都通过自下而上的一系列活动来发挥作用，首先作用于脑干，然后波及边缘系统并一直传到前额叶皮层。所以，服用抗抑郁药后，我们先感到体力充沛，然后才会感觉忧伤减少。运动的魅力在于，它同时从两个方向出发解决抑郁症的问题。一方面它使我们自然而然地行动，激发脑干，释放精力和激情。另一方面，它通过调节前额叶皮层内的血清素、多巴胺、去甲肾上腺素等化学物质，让我们感受到愉悦感。而且，与抗抑郁药物不同，运动全面调节整个大脑的化学物质来恢复正常的信号传递。
马拉松：内啡肽旋风
有一位叫派尔斯的精神病学家，也是位马拉松选手。他在参加波士顿马拉松比赛时，在起点附近就被塑料袋缠住了双脚，膝盖着地摔倒。他跳起来继续跑，直到跑了接近29公里后才感觉不对劲。后来，医生发现他当时早就因为摔倒而大腿骨骨折。他自己最初却浑然不觉。
这种神奇的情况，要归结于内啡肽的作用。神经学家近来发现，大脑中存在一个止痛分子机制。在剧烈运动期间，大脑中直接产生的内啡肽，能够减轻身体疼痛，同时在心理上产生欣快感。
运动不仅能引起内啡肽风暴，还能调节所有抗抑郁药物锚定的神经递质，促进多巴胺的分泌。针对抑郁，除了生理上的连接与愉悦，运动还能带来自我效能感，那种自力更生的感觉能彻底改变抑郁无助的心态。
同时，运动不仅能让你建立神经连接，还能让你建立人际联系。从某些方面说，运动对抑郁的预防作用比治疗作用还要重要。
五、运动功效之克服成瘾
失控的奖励系统
1954年，心理学家詹姆斯·奥尔兹科在实验中偶然发现，当电极插在小白鼠大脑中某一处时，老鼠会不停地按压操作杆，以受到一次又一次电流刺激。直到电源切断后，老鼠还不死心地按压。电极接触到的是小白鼠的伏核，也就是奖励中枢的所在。这个实验表明，成瘾的根本原因是奖励系统失控。
人人都有所钟爱，但我们通常只对迷恋酒精、尼古丁、毒品、赌博、游戏之类的人才使用成瘾的说法，这是因为“喜欢”和“想要”有着根本的区别。“喜欢”指的是一种实际的快乐体验，而“想要”则是为了满足而愿意做某件事。多巴胺参与的是“想要”，而不是“喜欢”。
成瘾性行为之所以难以戒除，因为它和焦虑一样，一旦发生就可能改变大脑的神经通路。
用运动戒瘾
运动的效果就在于，有规律的运动能让大脑忙碌起来，并重新指示基底核连接到另一个反射替代行为，逐渐建立新的绕开成瘾模式的神经通路。
运动对成瘾行为的戒断效果，从一个案例中就可见一斑。2006年的纽约马拉松比赛中，有16个人曾经是毒品瘾君子。他们成功地穿过了终点，还幽默地笑说，生活中大部分时间都在为“逃离警察而奔忙”。这些人能出现在赛场，要归功于纽约的奥德赛之家，那是一个成瘾康复项目。在奥德赛之家，有更多的人都在经历着从瘾君子到运动家的转变。
2004年，伦敦的一项研究证明，即使是10分钟的运动也能减少酗酒者的成瘾行为。对吸烟者而言，只要5分钟的高强度运动就能产生有益的效果。
身体里的天然大麻
运动能够建立新的神经通路，部分原因是运动本身就能产生不输于成瘾性行为的愉悦感。科学家在20世纪90年代发现了内源性大麻素。它和毒品大麻的主要成分四氢大麻酚的关系，就像内啡肽和吗啡一样。前者是我们体内的天然物质，后者是毒品，但前者会产生和后者一样的效果。
2003年，科学家首次证实，运动可以激活内源性大麻素系统。大学男生按照最大心率的70%～80%的强度跑步40分钟，血液中的大麻素含量就会翻倍。而这会让人产生大麻样的欣快感。
拿回自己的主动权
运动对于成瘾性戒断的帮助，还在于它能填补戒断后的空缺。戒断只是迈出的第一步，避免无聊感是巩固效果的关键，用积极行动击退无聊，没有比运动更好的选择了。
六、运动功效之调整激素作用
每月几天的暴躁
运动对女性尤为重要。和男性的稳定不同，女性的激素水平始终有规律地波动着。运动能够缓解激素带来的某些消极作用，同时，它又能加强激素带来的积极影响。你可以凭借运动，把激素从爆破手变成助手。
在经前期的激素波动中，神经递质水平可能出现异常，情绪回路兴奋度失常，由此导致心神不定、焦虑、挑衅。而运动能增加血液中色氨酸的浓度，由此提高大脑内血清素的浓度，平衡各种变量，缓解连锁效应。
孕期动或不动
“妊娠期要停止运动”曾经是流传广泛的观念。但近年来，美国妇产科医师学会开始建议，孕期女性每天至少进行30分钟中等强度的有氧活动。他们认为，锻炼可大幅度降低怀孕期间发生糖尿病、高血压和先兆子痫的风险。
实验发现，运动能有效降低孕期女性的压力和焦虑，改善情绪。这一点需要注意，因为孕妇的心理状态可以改变胎儿的发育过程。压力、焦虑和抑郁对于孕期有极为可怕的影响，严重的会导致流产、畸形或婴儿死亡。
当然，对于许多并发症来说，卧床休息是合理的医嘱。所以，开始任何锻炼之前一定要和产科医生充分沟通。另外，冰上运动、竞技运动、骑马、体操、潜水或有任何下落的运动等，用不着和医生沟通就应该绝对禁止。
运动对于产后抑郁症也有着出色的预防和疗愈作用。
在女性的另一个激素剧变的更年期，运动也有不容忽视的效果。
七、运功功效之延缓衰老
变老是不可避免的事，对任何人来说都是如此。但在老去的过程中，有人健康地活到100多岁，有人却会被慢性疾病夺走生命。
我们如何变老
人们逐渐变老的原理是这样：老化的细胞在对抗自由基、过度能量需求以及过度兴奋的各种分子压力上有较低的阈值。原本负责生产蛋白质清除有害废物的基因停止了工作，由此导致一个细胞的死亡，也就是神经学家说的“细胞凋亡”。当神经元由于分子压力而逐渐损耗后，会导致大脑内突触毁坏，最终切断神经元的连接，树突会生理性萎缩和枯竭。随着轴突活动减少和树突的退化，滋养大脑的毛细血管也同时萎缩，这限制了脑内的血流量。脑源性神经营养因子和血管内皮生长因子也会随着我们变老而越来越少。在老鼠的实验中，科学家发现，中年老鼠，近似于人类55岁，大脑内的多数神经干细胞已经死亡，同时可利用的神经细胞数量从25%下降到8%。在大约40岁到70岁之间，平均每10年我们就会损失平均5%的脑容量。
别让你的心智字典萎缩
我们总会变老，任何人都无法阻挡它的到来，无论做什么。但是，我们有办法改变老化的时间和程度。
神经学家阿瑟·克雷默领导的一个实验表明，运动不仅能预防大脑的损坏，还能逆转与老化有关的细胞退化。问题是很多老人会因为衰老而逃避。他们为了避免沮丧，逐渐断绝有意义的人际关系，回避这个世界。挑战可以增强我们的适应力，显然，运动是挑战自我和大脑极为有效的方式。
20世纪70年代，一项关于芬兰人的跨度达21年的调研发现，每周至少运动两次的人患痴呆的可能性减少了50%。
八、行动：大脑训练计划
当我们论及运动的任何作用时，人们都禁不住想问，得做多少运动才能改造大脑？作者的建议是：先健身，然后不断自我挑战。运动的处方因人而异。
天生的奔跑者
人体是为了从事日常活动而设计的。在远古时期，我们的祖先为了果腹，平均每天必须奔袭8000～16000米。现在，人们不再需要如此辛苦来获得食物了，但我们的基因中有这种活动的编码，大脑也被预设为管理这些基因。如果放弃运动，我们就会打破50万年来一直稳定存在的微妙的生物平衡关系。所以，运动的最佳建议，就是尽量接近祖先的惯例。
运动的基本参数
作者按照强度把运动分为三种类型：最大心率55%～65%的低强度运动、最大心率65%～75%的中等强度运动以及最大心率的75%～90%高强度运动。计算自己最大心率的通用公式是用220减去你的年龄。只要一个心率监测器，你就能随时监测自己运动的强度。
至于运动量的标准，美国疾病预防控制中心的建议是，每周至少5天进行30分钟中等强度的有氧运动。作者的建议则是，每周6天进行45分至1小时的有氧运动，其中4天中等强度运动，2天高强度运动。最好和同伴一起。不要担心没精力，没精力恰恰是因为缺乏运动。
循序渐进的运动配方
如果你从未运动过，那最好从行走开始。每天以最大心率55%～65%的强度步行1小时，如果还有力气聊天，就可以提升到中等强度的运动。
在中等强度的慢跑中，人们拆除身体中的某些东西，然后又重新组装，使它们更加牢固强壮。而在高强度运动中，身体进入全面的应激状态，此时代谢从有氧变成无氧，肌肉直接利用储存于肌肉的肌酸和葡萄糖，所以人会感觉到刺痛。但此时，脑垂体会分泌被称为“青春之泉”的人体生长素。它不仅能平衡大脑内的神经递质，还促进生长因子的成长，让活动、能量和学习协调一致。不过，这一切都要求你必须有牢固的有氧运动基础。
最佳的运动计划是有氧运动和复杂运动结合，它们产生不同的影响，而且相互之间是互补的。瑜伽、舞蹈、太极拳、网球，这些活动的训练能让大脑的全部神经细胞参与其中。最初，你会有点尴尬和手足无措，但当连接小脑、基底核和前额叶皮层的神经回路活跃起来后，你的动作会越来越精准。随着不断地重复与练习，神经回路的效率不断提升，反过来促进动作的创造性。
如何坚持
统计资料显示，有大约二分之一的人开始一个新锻炼计划后，会在6个月到1年之内放弃。这并不奇怪，最主要的原因就是人们常常一开始就进行高强度运动，结果生理和心理上都很难受，所以放弃。养成运动习惯的最好方法，一个是循序渐进，另一个是加入小组。