眾所周知，如果你不鍛鍊，你的肌肉就會變得鬆弛。然而，大多數人沒有意識到的是，當你鍛鍊時，你的大腦也會保持更好的狀態。而且不僅僅是透過挑戰你的大腦，例如，學習一門新語言，做困難的填字遊戲或承擔其他智力刺激的任務。正如研究人員發現的那樣，體育鍛鍊對於保持旺盛的精神健康也至關重要。
感到驚訝嗎？儘管透過進行腦力活動來鍛鍊認知能力的想法——俗稱“用進廢退”假說——更為人所知，但對數十項研究的回顧表明，保持思維敏銳不僅僅需要這些。你做的其他事情——包括參與讓你思考的活動、定期鍛鍊、保持社互動動，甚至擁有積極的態度——對你晚年認知功能的有效性具有有意義的影響。
此外，老年人的大腦比通常認為的更具可塑性。曾幾何時，人們普遍接受的刻板印象是“老狗學不會新把戲”。科學已經證明，這一格言必須被拋棄。雖然老年人學習新事物通常比年輕人慢，並且無法在特定領域達到他們在年輕時開始可能達到的專業高峰，但他們仍然可以透過努力提高他們的認知能力——從而延緩一些隨著年齡增長而出現的認知衰退。正如美國國父之一、第二任美國總統約翰·亞當斯所說：“老人的頭腦就像老馬；如果你想讓它們保持工作狀態，就必須鍛鍊它們。”
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
這個訊息來得正是時候。美國和其他工業化國家老年人的比例持續增長：1900年，美國公民中有4.1%的人年齡超過65歲，但到2000年，這一比例躍升至12.6%；到2030年，我們將有20%的人屬於這個類別。從社會角度來看，延長獨立功能本身就是一個理想的目標，也是推遲長期護理成本的一種方式。對於個人而言，保持最佳認知功能是有價值的，僅僅因為它有望提高晚年生活質量。
腦力訓練
如何在一生中保持頭腦敏銳是哲學家們自最早的文字記錄以來一直在思考的問題。正如羅馬演說家西塞羅所說：“只有鍛鍊才能振奮精神，保持頭腦清醒。” 現代對該領域的研究始於 20 世紀 70 年代和 80 年代，研究表明，健康的成年老年人可以比以前認為的程度更大地提高表現。早期的研究並未完全解決某些問題，例如成年人可以透過訓練保留新技能多長時間，這些專門培養的技能是否也會對日常生活中需要的其他認知領域產生積極影響，以及對少量受試者進行的研究是否具有廣泛的適用性。
認知訓練可以為老年人在受訓任務上帶來實質性的好處，其中一些好處可以長期保持，並可能轉移到其他任務。在 20 世紀末，美國國家老齡問題研究所資助了一個研究人員聯盟，對美國老年人樣本進行了一項大規模的訓練研究。2002 年，阿拉巴馬大學伯明翰分校的心理學家卡琳·鮑爾及其同事發表了對 2,500 多名 65 歲以上接受過約 10 次認知訓練的個體的初步結果。參與者被隨機分配到認知過程訓練組，學習如何在記憶力、推理或視覺搜尋這三個領域之一中表現出色，或者分配到未接受訓練的受試者對照組。在兩年後的隨訪中，該團隊隨機選擇了一組初始參與者進行強化訓練，然後再進行評估。結果表明，與對照組相比，每個組的訓練效果都很強。在五年後的複試中，仍然存在可衡量的訓練益處。
然而，更令人印象深刻的是最近的訓練研究，這些研究側重於心理學家所稱的工作記憶和執行功能——一個人如何計劃完成任務的策略方法，控制注意力集中的內容，以及他或她如何在過程中管理思維。當時在伊利諾伊大學的心理學家錢德拉馬利卡·巴薩克及其同事表明，在需要計劃和執行控制的即時策略影片遊戲中進行訓練，不僅提高了遊戲效能，還提高了其他衡量執行控制方面的任務的效能。
一些研究也增加了提供的練習量。例如，柏林馬克斯·普朗克人類發展研究所的弗洛裡安·施米德克和我（林登伯格）以及斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的馬丁·洛夫登要求 101 名年輕人和 103 名老年人練習 12 項不同的任務 100 天。每項任務都屬於三組不同的認知技能之一——工作記憶、情景記憶和感知速度。年輕人和老年人在工作記憶方面都表現出總體改善。年輕人還在記憶力和推理方面得到了廣泛的提高，並在兩年內保持了他們在推理方面的進步。
然而，您不必接受專門的訓練即可獲得認知收益或防止認知能力下降。諸如閱讀之類的日常活動可以提供幫助。我們回顧了十幾項研究中與活動相關的認知豐富化的證據。2003 年，我們中的一位（威爾遜）和他在芝加哥拉什大學醫學中心的同事招募了來自地理上界定的社群的 4,000 多名老年人，並評估了他們參與七項認知活動的頻率（例如，閱讀雜誌）。在平均近六年的時間裡，每隔三年，參與者都會完成一次家庭訪談，其中包括簡短的認知功能測試。最初更頻繁的認知活動與隨著時間的推移認知能力下降速度減慢有關。但並非所有關於保持認知活躍的研究都發現了這種益處。
開始運動
在過去的幾十年裡，幾項研究強調了體育活動與認知之間的聯絡。例如，在 2001 年發表的一項研究中，加利福尼亞大學舊金山分校的神經精神病學家克里斯汀·亞菲及其同事在美國四個不同醫療中心招募了 5,925 名 65 歲以上的女性。參與者均未患有任何會限制她們行走或進行其他體育活動的身體殘疾。志願者還接受了篩查，以確保她們沒有認知障礙。然後，研究人員透過詢問女性每天步行多少個街區和爬多少層樓梯來評估她們的體育活動，並給她們一份關於她們參與 33 種不同體育活動的程度的問卷。
六到八年後，研究人員評估了女性的認知功能水平。最活躍的女性認知能力下降的風險降低了 30%。有趣的是，步行距離與認知有關，但步行速度無關。看來即使是適度的體育活動也可以限制認知能力的下降。
適度的運動是好的，但用有氧運動來增強你的迴圈系統可能是大腦健康的關鍵。在 1995 年對 1,192 名健康的 70 至 79 歲老年人進行的一項研究中，約翰·霍普金斯大學的認知神經科學家瑪麗蓮·艾伯特及其同事使用一系列任務測量了認知能力，這些任務大約需要 30 分鐘才能完成，包括語言、言語記憶、非言語記憶、概念化和視覺空間能力測試。他們發現，兩年內認知變化的最佳預測指標包括劇烈運動和峰值肺呼氣流量。
在 2004 年發表的一項調查中，當時在哈佛大學的流行病學家詹妮弗·韋夫及其同事也檢查了 16,466 名 70 歲以上的護士在兩年期間體育活動與認知變化之間的關係。參與者記錄了過去一年每週在各種體育活動（跑步、慢跑、步行、遠足、球拍運動、游泳、騎腳踏車、有氧舞蹈）中花費的時間，並提供了每英里步行速度的自我報告。韋夫小組觀察到，在大量認知測量中，體育活動中消耗的能量與認知之間存在顯著關係。
我們迄今為止描述的研究考察了相對較短時期（僅幾年）內的心理表現。一些研究已經開始關注在更長的時間尺度上會發生什麼。2005 年，現在在芬蘭圖爾庫大學的蘇維·羅維奧及其同事檢查了中年時期的體育活動與平均 21 年後（當該佇列年齡在 65 歲至 79 歲之間時）患痴呆症風險之間的關係。受試者表明他們多久參加一次持續至少 20 至 30 分鐘並導致氣喘和出汗的休閒體育活動。中年時每週至少進行兩次此類活動與晚年患痴呆症的風險降低有關。事實上，更活躍組的參與者患痴呆症的機率比更久坐不動組低 52%。
2010 年，匹茲堡大學的柯克·埃裡克森及其同事擴充套件了先前檢查體育活動、認知和痴呆症之間關係的研究，透過評估自我報告的體育活動以及區域腦容量的測量結果。他們報告說，步行與腦容量的保留之間存在關聯，而腦容量反過來又預測了 299 名老年人在 13 年期間患痴呆症的風險降低。有趣的是，不僅僅是有氧運動（如步行、慢跑、游泳和騎腳踏車）與認知能力的提高有關。不列顛哥倫比亞大學物理治療學教授特蕾莎·劉-安布羅斯在 2010 年報告稱，為期一年的阻力運動改善了老年女性執行控制的各個方面。
身心連線
智力刺啟用動的訓練或參與有助於認知是有道理的，但為什麼體育活動會產生這樣的效果可能不太明顯。考慮一下體育活動與疾病之間日益充分證明的聯絡。大量研究檢查了鍛鍊和非久坐生活方式對預防疾病的健康益處。例如，我們現在知道體育活動可以降低心血管相關死亡、2 型糖尿病、結腸癌和乳腺癌以及骨質疏鬆症的風險。另一方面，心血管疾病、糖尿病和癌症與認知功能受損有關。因此，你可能會期望增加體育活動和鍛鍊將透過降低與認知能力下降相關的疾病的風險來維持認知能力。
在 2006 年發表的一項研究中，當時在伊利諾伊大學的心理學家斯坦利·J·科爾科姆及其同事檢查了健身訓練對大腦結構潛在變化的影響。為期六個月的試驗包括 59 名健康但久坐不動的社群居民志願者，年齡在 60 至 79 歲之間。健身訓練後的腦部掃描顯示，即使是相對較短的運動干預也可以開始恢復一些與正常衰老相關的腦容量損失。2011 年，埃裡克森及其同事報告了在伊利諾伊大學完成的工作，該工作表明，老年人每天步行一小時，每週三天，持續一年，可以增加海馬體的體積。海馬體支援記憶的重要方面，例如將個人的面孔與她的名字以及你可能與她進行的討論聯絡起來。
支援這些發現的是，大量的非人類動物研究表明，動物暴露於豐富的或複雜的環境後，大腦結構和功能發生了一些變化。豐富的環境通常包括跑步輪、大量玩具和經常更換的攀爬物以及動物夥伴。暴露於此類環境會產生多種生理益處。首先，它增加了新的樹突分支和突觸的形成——神經細胞接收和傳送通訊訊號的區域。它還增加了神經膠質細胞的數量，這些細胞支援神經元的健康，並擴大了大腦的供氧毛細血管網路。豐富的環境促進了新神經元的發育，併產生了一系列分子和神經化學變化，例如神經營養因子的增加——這些分子可以保護和生長大腦。最後，動物的體育活動可以改善學習和記憶。
做謎題和俯臥撐對某些人有幫助——但其他因素也有助於提高心理健康。例如，參與社交團體既可以普遍提高認知能力，似乎也有助於阻止痴呆症的到來。這項研究的傳統重點一直放在相對客觀的社交孤立與聯絡的衡量標準上，包括一個人參與突出涉及社互動動的活動的程度（例如，做志願者工作）、個人定期聯絡的朋友和親戚的數量（換句話說，一個人的社交網路的大小）以及婚姻狀況。關於態度和信念對成人認知的積極方面的發現是零星的。在很大程度上，積極的信念和態度可能對認知豐富化產生重要的間接影響，因為它們影響了已知與認知豐富化相關的行為型別（例如，鍛鍊和智力刺啟用動）。
更一般而言，樂觀、隨和、樂於接受新體驗、認真負責、積極主動和目標明確的個人更有可能成功衰老，利用機會，有效應對生活環境，有效調節對事件的情緒反應，並在面對挑戰時保持幸福感和生活滿意度。
正如在老年時保持某些活動模式可以降低認知能力下降的風險一樣，其他行為模式的持續存在可能會增加風險。慢性的心理困擾——由抑鬱、焦慮和憤怒和羞恥等負面情緒引起——與成年期的各種負面結果有關，包括認知能力下降。體驗心理困擾的傾向通常被稱為神經質。研究一致發現，較高的神經質水平與老年時阿爾茨海默病和輕度認知障礙的發生率增加有關。
豐富認知
顯然，沒有神奇的藥丸可以使個人免受老年時的認知能力下降的影響。因此，公共政策應遵循健康預防模式。政策領導者可能會提倡對老年人具有內在意義的智力活動，可能將其嵌入到更大的社會背景中（例如，長者學苑運動或成人繼續教育）。未來研究的一個關鍵問題將是瞭解如何在工作的中年時期，在工作年限內促進和實施參與式生活方式。考慮到工作需求與可用於其他角色（例如，育兒）和活動的時間之間不可避免的衝突，瞭解與工作相關的活動計劃（例如，工作場所或附近健身設施的可用性和使用情況）是否可以幫助培養豐富的生活方式將很有用。
與此同時，公眾必須意識到，關於老年人的認知健康仍然有很多未知之處，並且關於腦力鍛鍊結果的程度和永續性也存在一些爭議。人們正在推銷電腦遊戲和其他鍛鍊思維的方式，通常對未經實際科學研究支援的昂貴產品的有效性提出強烈主張。消費者應尋找證據來證明此類產品的好處——特別是關於駕駛、日常活動記憶和更好的財務決策等日常活動的好處。
未來幾十年為擴充套件我們關於衰老和認知的知識提供了廣闊的前景。我們可能很快就會發現，曾經被認為是不可逾越的老年人成功認知功能的限制最終可以被視為悲觀的假設，這些假設側重於可觀察到的與年齡相關的衰退，而不是透過認知豐富化最大限度地發揮人類潛能的可能性。正如醫學科學的進步可能透過治療痴呆症的有效方法等途徑來延長壽命一樣，心理科學的進步可以透過實證證明態度和行為可以促進老年人的認知功能，以及更普遍地，透過展示行為干預如何幫助我們所有人成功衰老，從而為提高長壽老年人的生活質量做出重要貢獻。
請參閱公共利益心理科學文章“成人認知發展的豐富化效應：老年人的功能能力可以被保留和增強嗎？”，這篇文章最初是為大眾科學撰寫的，網址為心理科學協會網站：www.psychologicalscience.org