基于近红外光谱分析技术评价运动对老年人认知(4)

长期的有氧运动改善认知功能。一次性的有氧运动(≤20 min)可以改善视觉和空间感觉、短期记忆能力，但是这种作用却是即刻的。长期适宜的有氧运动(≥3个月)，均有改善记忆和执行功能的作用。长期的运动，每次运动持续时间大于40 min，持续时间大于6个月的中低强度的运动无论对短期记忆和长期记忆均有改善的效果。COLCOMBE等[19]也进一步验证了3个月的有氧中等强度的运动可改善言语学习和记忆、增进心肺健康并增加大脑的体积。Meta分析表明长期的中等强度运动能够对记忆起到改善作用，且效果显著，持续时间较长[9]。有趣的是，BROWN等[20]进一步通过动物实验验证了这种区域性的大脑体积的特殊改变是大脑神经形成的标志。提示：长期运动改善认知功能，这可能与运动改善大脑血氧含量，进而起到改善这些脑区认知的作用相关[5]。而这些结果不一致，可能与运动强度、频率、持续时间、性别和一些参与人群多寡所导致的中介变量干扰所致，进一步的研究需要控制相关因素。而上述研究即使对于相同结果，在分析讨论的解释方面也存在差异，可能需要进一步结合更加严谨的任务态的近红外光谱和一致的量表，在严格控制中介变量的情况下，验证认知老化的认知功能的改变与哪些脑区有关。从上述研究中也可以看出，认知老化人群存在多个脑区的血氧含量值的下降，且主要存在于认知(记忆和执行)等脑区，这些脑区血红蛋白值的改变可能与记忆执行功能的下降相关，但目前还不十分清楚血氧含量的下降是出现记忆和执行功能下降的原因还是结果。运动和认知之间具有复杂的相关关系，无论什么形式的有氧运动在改善特定记忆功能方面存在异质性。换言之，并不是所有的有氧运动都可以改善认知功能并起到增强记忆的作用，最有效的改善特定记忆的有氧运动形式，取决于该种干预方式对个体是否最适宜，同时也要考虑到年龄、心血管的健康程度等也是重要的中介变量。

总体而言，有氧运动结合力量训练、柔韧性练习的效果比单一一种形式对认知的改善作用更好，这可能是由于不同的训练方案的结合会动员到更多的脑区，可以更好的减少与增龄性相关的心肺和骨骼肌下降及认知功能下降[17]。

2.4 运动改善认知老化的可能性机制 运动改善认知老化的可能性机制归结起来包括：神经递质学说、血管功能学说、中介变量学说。神经递质学说是指：运动通过大脑血流增加，大脑前额叶激活程度明显，同时伴随着大脑营养物质的增加和代谢的增强，神经递质释放，大脑的抗炎症水平和抗氧化能力提高，大脑的内稳态和平衡的微环境得到维持，从而促进神经元的存活、增殖、分化、迁移[21]。血管功能学说是指运动负荷刺激心肺功能，改善血管内皮功能，提高大脑的血流灌注，进而起到提高认知的作用。中介变量学说是指不同运动项目本身作为新异刺激，提高大脑的功能活动性，同时集体运动项目，人与人相互合作和促进人际交往的功能，有利于各种认知过程的重复使用，改善脑网络的工作效率，起到延缓认知老化的作用[22]。当前从理论上解释运动改善认知老化的内在机制，可以认为体育运动通过多路径对认知老化产生作用，各路径之间彼此独立或者相互影响，有待进一步证明。因此下一步的研究，应从不同路径之间探讨运动改善认知老化的可能性机制，以体育学为依托，借助心理学、神经科学、教育学等多学科交叉融合为运动改善认知老化互补的、全方位的证据。

2.4.1 运动通过改善大脑微血管的血流灌注提高认知功能[23]大脑微血管的血流灌注受到血管功能的影响。血管风险因素包括：糖尿病、高血压、高脂血症，高脂血症对整体的健康和认知功能的损害作用尤为明显，对终末器官和脉管系统产生广泛影响。血管风险因素所导致的后果由最初细微的大脑结构改变，认知功能的减退，逐渐发展成为痴呆。同样这种逐渐积累的微血管的变化，血管周脂质变性，与大脑的白质相关，尽管白质的代谢需求比较低，但和大脑灰质相比，大脑的白质更容易受到缺血的伤害，白质脑血管的血流灌注减少，增龄性相关的抗氧化能力减弱。尽管白质易受缺血的影响已经得到普遍证明，但是从轻微的认知障碍到中度认知障碍大脑白质变化的相关研究相对较少，因此大脑认知功能减退发病前伴随着大脑结构整体性的变化是认知功能减退和痴呆的早期信号[10，24]。

运动通过提高血管内皮功能，改善大脑微血管的血流灌注。大脑微血管的血流灌注受到整体血流的影响，运动可以通过增强血管功能，改善前额叶脑区的血流量，增强大脑的可塑性。这可能与运动改善了血管内皮功能相关，内皮祖细胞是血管内皮细胞的前体细胞，具有促进血管内皮新生的作用[25]。研究表明内皮祖细胞对脑损伤小鼠血管具有修复作用[26]，运动可以促进内皮祖细胞的增殖和迁移，进而起到改善血管内皮功能的作用[27]。

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