运动时间多久最有助提升记忆力?一张表秒懂

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美国卫生及人类服务部(U.S. Department of Health and Human Services)在暌违10年后于2018年11月颁布最新之美国国民身体活动指引方针(Physical Activity Guidelines for Americans)第二版,成为国际运动甚至是公共卫生的重要盛事

在此最新的身体活动指引方针中,不仅确认更多身体活动与运动(exercise)对于身心效益,如减少焦虑、忧郁和增进睡眠等,该指引方针还提出了过去前所未有的主题,包括运动对认知功能大脑健康正面效益之科学证据。

国立台湾师范大学体育学系特聘教授张育恺满脸兴奋地说,「这是国家层级运动相关指引方针中,首次提到运动和大脑认知的关系,是相当重大的突破」,而张育恺的学术研究范畴,就是运动与大脑认知的关系,特别是「急性运动(acute exercise)」。

急性运动对认知与大脑功能好处多

「急性运动就是一次性的运动,」张育恺指出,相较于慢性运动(chronic exercise),即经常性,或较为长期性的运动,急性运动是指一次性或是仅做单次的运动。有趣的是,不仅是长期运动,即便是单次运动也有效益。

他于美国攻读博士学位期间,师从北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校(UNCG)人体运动学系艾特纳教授(Jennifer Etnier)。艾特纳曾于1997出版国际间首篇运动与认知功能的整合研究,在分析当时近200份份科学研究后,确认运动跟认知功能有显著的正向影响,揭开了运动与认知功能研究风潮序幕

2013年一份研究显示,慢性有氧健身运动如跑步游泳、自行车,以及重量训练等皆能促进大脑在额叶枕叶颞叶等七个部位的体积和密度,意味着长期运动后,大脑神经传导效能和功能较佳,而该些脑区所代表的认知功能如记忆力、学习力、语言处理、情绪处理亦有较佳表现。

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那么急性运动呢?根据张育恺在2012年更进一步的国际整合分析研究,「急性健身运动无论在运动当中、立即结束后、及结束后一小段时间,皆有正面效益,其中之效益不仅发现在专注力、记忆力等,甚至还包括执行功能(executive function)等高阶的认知功能。

此外他于2017年发表在《心理生理学(psychophysiology)》的研究进一步发现,比起不运动的参与者,参与一次性的有氧运动20至30分钟不仅使得认知功能行为表现变佳,许多与认知功能有关连的大脑区域也被活化

但必须注意的是,虽然急性、慢性健身运动都能改善认知功能或大脑健康,但慢性健身运动较能改变长期的大脑结构,而急性健身运动则能改变较短暂的认知或大脑功能之状态。亦即急性、慢性健身运动的效应不同,参与者可以依此选择如何做出最有效率之运动内容。

该怎么做急性运动呢?运动型态强度与时间的考量

哪些急性运动有帮助呢?张育恺指出,有氧运动对各年龄层都有帮助,而重量训练对中老年人可能更为显著,不过他也说明如果可以,有氧运动建议需纳入运动课程中。事实上,在运动指引方针中也指出,一周内最好可从事有氧运动至少150分。若一次从事20-30分,即一周最好有5至7天的有氧运动。

至于运动强度及该运动多久,如果是一次性的急性运动,研究发现中等运动强度运动最好。「对年轻人而言,每次20-30分钟即能改善大脑认知功能,且效益能持续60至120分钟,所以我在演讲或做研究前,我都会去运动一下,让自己的思绪和逻辑都更清晰,」张育恺说。

虚线低阶认知功能:下意识的反射能力,如看到红灯停、看到绿灯行。

实线为高阶认知功能:抑制或转换的能力,如思考什么该做或不该做、不受外界干扰地执行工作、跳脱思考框架、快速变换工作目标和节奏、思考及规划接来下要做的事情。

由图可知,运动20分钟对高、低阶认知功能的改善程度最高。

银发族也是如此。根据张育恺于2018年在《临床医学期刊(Journal of Clinical Medicine)》发表的研究,以60岁的中老年人为对象发现,中等强度运动20至30分钟的效果跟45至55分钟的效果差不多。

因此针对没有运动习惯的中老年人,那么建议20-30分钟就可以了,如果有运动习惯或体能可负荷时,那么45-55分钟是可以考量的。张育恺说:「虽然45分钟对大脑认知的效益跟20至30分钟差不多,但如心肺、肌耐力可能有更多帮助的。」

运动20-30分钟与运动45-55分钟,对增进中老年人大脑低阶与高阶认知能力的效果差不多。

急性运动累积成慢性运动 大脑、身体皆受益

急性运动最棒的地方是让人养成运动习惯。张育恺指出,很多人听到运动要养成习惯、每次要运动很久才有效,而根据研究显示,长期运动必须要每次运动45至60分钟、持续4至26周才会有效果,这样反而会降低运动意愿,「所以只要想着,我做一次20分钟的运动就对身体有帮助」,门槛降低、愿意踏出第一步,才有养成习惯的可能性。

只要能养成习惯,运动对生理和大脑认知都有相当大的帮助。单次运动对增进大脑认知的效用约2小时,但一旦变成习惯,认知功能进步的效果即能维持,「从单次累积成长期运动,大脑、心肺、肌肉能力都会提升,所以急性运动可说是养成习惯的第一步,」张育恺说。

运动强度怎么订?公式简单算

张育恺指出,运动强度不是「那个运动本来就是那个强度,而是用心率来看,」同样的走路,同样时间内,散步、健走、竞走强度就不同,但每个人的体能有异,该如何计算运动强度?可用最大心跳率的百分比来计算。

根据美国运动医学会(ACSM)的公式(220-年龄) x运动强度百分比= 目标心跳率数。

非常轻(<57%)

轻度(57%-64%)

中度(64%-76%)

高度(76%-96%)

极高(>96%)

如果今天是一位50岁的中年人想改善的是大脑认知功能,做中等强度运动:

220-50=170

乘上运动强度百分比64%-76%区间的数字,建议可以先从64%来算再慢慢增加。

170x64%=109

知道心跳之后,在运动时可以随时监测自己的心跳,很多跑步的人边跑边看穿戴装置就是在看自己的心率;或是停下来计算,如果以上数每分钟109下来计算,等于每10秒要跳约18下,按着脉搏计算就可以进行简单之监测。

当然也可以用心跳来尝试运动强度是否适合自己,如果目标强度达到后身体不适,也可以降低乘以的数字,十分简单。

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