想增加專注力和記憶力 運動20分鐘就有效!

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2019/03/07 · 作者 / 陳蔚承 · 出處 / Web only
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美國衛生及人類服務部(U.S. Department of Health and Human Services)在暌違10年後於2018年11月頒布最新之美國國民身體活動指引方針(Physical Activity Guidelines for Americans)第二版,成為國際間運動甚至是公共衛生的重要盛事。

在此最新的身體活動指引方針中,不僅確認更多身體活動與運動(exercise)對於身心之效益,如減少焦慮、憂鬱和增進睡眠等,該指引方針還提出了過去前所未有的主題,包括運動對認知功能與大腦健康正面效益之科學證據。

國立台灣師範大學體育學系特聘教授張育愷滿臉興奮地說,「這是國家層級運動相關指引方針中,首次提到運動和大腦認知的關係,是相當重大的突破」,而張育愷的學術研究範疇,就是運動與大腦認知的關係,特別是「急性運動(acute exercise)」。

急性運動對認知與大腦功能好處多

「急性運動就是一次性的運動,」張育愷指出,相較於慢性運動(chronic exercise),即經常性,或較為長期性的運動,急性運動是指一次性或是僅做單次的運動。有趣的是,不僅是長期運動,即便是單次運動也有效益。

他於美國攻讀博士學位期間,師從北卡羅來納大學格林斯伯勒分校(UNCG)人體運動學系艾特納教授(Jennifer Etnier)。艾特納曾於1997出版國際間首篇運動與認知功能的整合研究,在分析當時近200份份的科學研究後,確認運動跟認知功能有顯著的正向影響,揭開了運動與認知功能研究風潮序幕。

2013年一份研究顯示,慢性有氧健身運動如跑步、游泳、自行車,以及重量訓練等皆能促進大腦在額葉、枕葉、顳葉等七個部位的體積和密度,意味著長期運動後,大腦神經傳導效能和功能較佳,而該些腦區所代表的認知功能如記憶力、學習力、語言處理、情緒處理亦有較佳表現。

(圖片來源:Shutterstock)

那麼急性運動呢?根據張育愷在2012年更進一步的國際整合分析研究,「急性健身運動無論在運動當中、立即結束後、及結束後一小段時間,皆有正面效益,其中之效益不僅發現在專注力、記憶力等,甚至還包括執行功能(executive function)等高階的認知功能。

此外他於2017年發表在《心理生理學(psychophysiology)》的研究進一步發現,比起不運動的參與者,參與一次性的有氧運動20至30分鐘不僅使得認知功能行為表現變佳,許多與認知功能有關連的大腦區域也被活化。

但必須注意的是,雖然急性、慢性健身運動都能改善認知功能或大腦健康,但慢性健身運動較能改變長期的大腦結構,而急性健身運動則能改變較短暫的認知或大腦功能之狀態。亦即急性、慢性健身運動的效應不同,參與者可以依此選擇如何做出最有效率之運動內容。

該怎麼做急性運動呢?運動型態、強度與時間的考量

哪些急性運動有幫助呢?張育愷指出,有氧運動對各年齡層都有幫助,而重量訓練對中老年人可能更為顯著,不過他也說明如果可以,有氧運動建議需納入運動課程中。事實上,在運動指引方針中也指出,一週內最好可從事有氧運動至少150分。若一次從事20-30分,即一週最好有5至7天的有氧運動。

至於運動強度及該運動多久,如果是一次性的急性運動,研究發現中等運動強度運動最好。「對年輕人而言,每次20-30分鐘即能改善大腦認知功能,且效益能持續60至120分鐘,所以我在演講或做研究前,我都會去運動一下,讓自己的思緒和邏輯都更清晰,」張育愷說。

虛線為低階認知功能:下意識的反射能力,如看到紅燈停、看到綠燈行。
實線為高階認知功能:抑制或轉換的能力,如思考什麼該做或不該做、不受外界干擾地執行工作、跳脫思考框架、快速變換工作目標和節奏、思考及規劃接來下要做的事情。
由圖可知,運動20分鐘對高、低階認知功能的改善程度最高。

對銀髮族也是如此。根據張育愷於2018年在《臨床醫學期刊(Journal of Clinical Medicine)》發表的研究,以60歲的中老年人為對象發現,中等強度運動20至30分鐘的效果跟45至55分鐘的效果差不多。

因此針對沒有運動習慣的中老年人,那麼建議20-30分鐘就可以了,如果有運動習慣或體能可負荷時,那麼45-55分鐘是可以考量的。張育愷說:「雖然45分鐘對大腦認知的效益跟20至30分鐘差不多,但如心肺、肌耐力可能有更多幫助的。」

運動20-30分鐘與運動45-55分鐘,對增進中老年人大腦低階與高階認知能力的效果差不多。

急性運動累積成慢性運動 大腦、身體皆受益

急性運動最棒的地方是讓人養成運動習慣。張育愷指出,很多人聽到運動要養成習慣、每次要運動很久才有效,而根據研究顯示,長期運動必須要每次運動45至60分鐘、持續4至26周才會有效果,這樣反而會降低運動意願,「所以只要想著,我做一次20分鐘的運動就對身體有幫助」,門檻降低、願意踏出第一步,才有養成習慣的可能性。

只要能養成習慣,運動對生理和大腦認知都有相當大的幫助。單次運動對增進大腦認知的效用約2小時,但一旦變成習慣,認知功能進步的效果即能維持,「從單次累積成長期運動,大腦、心肺、肌肉能力都會提升,所以急性運動可說是養成習慣的第一步,」張育愷說。

運動強度怎麼訂?公式簡單算

張育愷指出,運動強度不是「那個運動本來就是那個強度,而是用心率來看,」同樣的走路,同樣時間內,散步、健走、競走強度就不同,但每個人的體能有異,該如何計算運動強度?可用最大心跳率的百分比來計算。

根據美國運動醫學會(ACSM)的公式 (220-年齡) x運動強度百分比= 目標心跳率數。

非常輕(< 57%)

輕度(57%-64%)

中度(64%-76%)

高度(76%-96%)

極高(>96%)

如果今天是一位50歲的中年人想改善的是大腦認知功能,做中等強度運動:

220-50=170

乘上運動強度百分比64%-76%區間的數字,建議可以先從64%來算再慢慢增加。

170x64%=109

知道心跳之後,在運動時可以隨時監測自己的心跳,很多跑步的人邊跑邊看穿戴裝置就是在看自己的心率;或是停下來計算,如果以上數每分鐘109下來計算,等於每10秒要跳約18下,按著脈搏計算就可以進行簡單之監測。

當然也可以用心跳來嘗試運動強度是否適合自己,如果目標強度達到後身體不適,也可以降低乘以的數字,十分簡單。

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