身體活動和健康腦適能
文:高士竣 助理教授 / 美國普渡大學健康與人體運動學系(Purdue University, Department of Health and Kinesiology)
藉由先前的文章，我們已經知道運動和神經可塑性對大腦功能發展的重要性，也了解了運動對於健腦有明顯的效果。本文將以「大腦電生理指標」的系統性文獻回顧 (Systematic Review)來繼續帶著大家關心大腦健康的議題。首先，會將焦點放在以下兩個面向。
- 以「大腦電生理指標」作為健康腦適能的可能性。
- 透過此指標來探討身體活動和有氧適能對健康腦適能的正面影響
腦電波(Electroencephalogram, EEG)近年來在運動和神經科學的研究領域裡，已被廣泛地使用於探討身體活動對大腦功能和發展的影響。其中，事件關聯電位(event-related potential, ERP)的P3(如圖一)是一種在接受到環境中視覺或聽覺刺激大約300毫秒後會出現的一個大腦電生理訊號。研究發現，當P3訊號出現的速度/潛伏時間(latency)越快、強度/振幅(Amplitude)越強時，代表著大腦能迅速且有效地，將注意力資源分配在訊息處理上，是一種認知處理效能的展現。
除此之外，P3還能作為大腦功能性發展的指標。過去的統合分析發現，隨著年齡的增長，P3的振幅會逐年增加，潛伏的時間也會逐年縮短。這種變化會在青壯年時期達到頂峰，接著則會隨著老化，而呈現如圖二所示的逆向地發展性改變(developmental changes)，也就是逐漸降低的P3振幅以及延長的潛伏時間。這種隨年齡而變化的特性，使得P3成為大腦功能性發展的重要指標，就好比健康體適能和動作技能，會隨著個體發育而增強，也會因年紀增長而退化一樣。
科學證據已經告訴我們，運動不但可以促進健康體適能和動作技能的發展，更可以有效地延緩老化對這些功能的負面影響。不禁讓我們思考著，運動是否也能對P3發揮一樣的效果?將老化的影響減到最低?最佳化我們的「健康腦適能」呢？
根據過去30年來，運動神經科學的研究發現，這個問題的答案，極有可能是肯定的!!
一般來說，身體活動量或有氧適能較高的人，會有較強的P3訊號(下圖左，黃色代表較強的訊號)。研究也發現，不論是一次性或是長期的規律運動，都能提升P3的訊號強度(下圖右)。更重要的是，身體活動、有氧適能和P3的關係在孩童和老年人之間似乎特別明顯。也就是說，身體活動和有氧適能對P3這個健康腦適能指標有促進的效果，對於快速發展中及正在經歷老化過程的大腦，效果更是明顯!
健康的大腦是學業和事業成功的決定性因子，更是讓我們感受快樂、幸福，擁有高生活品質重要的一環。如何延緩大腦因老化衰退所帶來的衝擊，是我們人生重要的課題。看到了運動對於健康腦適能的正面影響後，是否讓你/妳更有動力換上跑鞋，出門運動了呢？
每個人都可以，就是現在，出發吧!
引用文獻
- Kao, S. C., Cadenas‐Sanchez, C., Shigeta, T. T., Walk, A. M., Chang, Y. K., Pontifex, M. B., & Hillman, C. H. (2020). A systematic review of physical activity and cardiorespiratory fitness on P3b. Psychophysiology, 57(7), e13425.
- Polich, J. (2007). Updating P300: an integrative theory of P3a and P3b. Clinical neurophysiology, 118(10), 2128-2148.
- van Dinteren, R., Arns, M., Jongsma, M. L., & Kessels, R. P. (2014). P300 development across the lifespan: a systematic review and meta-analysis. PLOS ONE, 9(2), e87347.
