转自：生物谷
随着岁月的流逝，我们或许都曾有过这样的体会：记忆力变得不再那么可靠，学习新事物的能力也逐渐不如从前。虽然老化是一个自然的过程，但谁又愿意轻易接受这样的变化呢？
幸运的是，有一种“神奇”的方法可以帮助我们抵抗这一进程——那就是运动！海马体，作为大脑中掌管空间信息处理的核心区域，对于我们的空间学习与记忆能力起着至关重要的作用。它不仅是认知功能的关键所在，也是抵御大脑衰老的重要防线。那怎样的锻炼方式可以让我们这块“大脑肌肉”也获得益处呢？
近期，来自澳大利亚昆士兰大学的团队对此展开了研究，他们发现高强度间歇训练（HIIT）能够在健康老年人群中显著提升并长期保持海马体依赖的学习能力。本研究发表在Aging and Disease，题为“Long-Term Improvement in Hippocampal-DependentLearning Ability in Healthy, Aged Individuals FollowingHigh Intensity Interval Training”。
运动干预的设计
研究团队招募了年龄在65至85岁之间、认知功能正常的老年人作为参与者。这些参与者被随机分配到三种不同的运动干预组：低强度训练（LIT）、中等强度训练（MIT）和高强度间歇训练（HIIT）。每组参与者在六个月内每周参加三次、每次36至45分钟的监督运动课程，总共完成了72次课程。
在本研究中，低强度训练（LIT）定义：LIT是指强度较低的运动，参与者的心率保持在较低水平，不会感到过度劳累。
具体运动：包括轻松的散步、轻柔的瑜伽或其他低强度的有氧运动。
时间安排：每周三次，每次36至45分钟。
中等强度训练（MIT）定义：MIT是指强度适中的运动，参与者的心率会适度升高，但仍能在运动中进行对话。
具体运动：包括快走、慢跑、中等强度的自行车骑行或游泳。
时间安排：每周三次，每次36至45分钟。
高强度间歇训练（HIIT）定义：HIIT是一种交替进行高强度运动和低强度恢复的训练方式，参与者在短时间内进行高强度的运动，随后进行短暂的恢复期。
具体运动：包括全力冲刺跑30秒，然后慢跑或快走1分钟进行恢复，这个过程重复多次。
时间安排：每周三次，每次36至45分钟。
在整个研究过程中，研究人员每月收集参与者的血液样本，检测与认知功能相关的循环生物标志物，如脑源性神经营养因子（BDNF）和皮质醇。这些生物标志物的水平变化有助于评估运动对大脑健康的影响。
此外，研究开始时、运动干预后6个月和12个月时，对参与者进行了7特斯拉MRI扫描，以评估大脑结构的变化。通过剑桥认知测试系统（CANTAB®）来评估海马体依赖的学习能力，同时对工作记忆、视觉工作记忆和情绪识别等非海马体依赖的认知领域进行了测试。
HIIT训练，大脑收益最多，且长期有效！
实验结果显示，与LIT和MIT组相比，只有HIIT组的参与者在六个月的运动训练后，其海马体依赖的学习能力得到了显著提升。这种提升通过配对联想学习（PAL）测试得到了量化，表现为错误次数的显著减少。
更令人振奋的是，这种学习能力的提升在运动干预结束后的五年内仍然得到了保持。这表明HIIT不仅能够立即改善认知功能，而且这种改善效果还具有长期的持久性。
图1：在PALTEA测试中表现不佳的参与者，在进行高强度间歇训练后显示出明显的进步
此外，通过高分辨率的7特斯拉磁共振成像（MRI）扫描，研究者观察到HIIT组在海马体、皮质脊髓束（CST）和弓形束等大脑区域的体积在六个月的运动后保持稳定，而LIT和MIT组则显示出与年龄相关的体积减少。这说明，HIIT训练可能通过抑制与年龄相关的脑体积缩小进程，帮助维持老年人的认知功能。
图2：HIIT运动可以防止大脑特定区域的体积损失
在功能连接性方面，HIIT组在运动后显示出多个大脑网络之间的功能连接性显著增加，包括默认模式网络（DMN）、注意力网络、运动功能和视觉网络。这种增强的功能连接性可能与HIIT训练改善的认知能力有关，表明HIIT可能通过促进大脑网络间的有效沟通来提高认知功能。
图3：HIIT运动改善了多个静息状态网络之间的连接
研究还发现，HIIT训练可以导致血液中BDNF和皮质醇水平的变化，这些变化与海马体依赖性认知功能的改善相关。特别是，HIIT训练初期BDNF和皮质醇水平的变化能够预测训练结束后的认知功能改善。这些生物标志物的变化可能反映了身体对运动训练的响应，并与认知功能的改善相关，未来或可作为大脑认知水平改善的预测指标。
图4：累积分析物增量显示了生化和运动强度特定的变化
图5：运动前后皮质醇和BDNF的δ值预测HIIT组学习能力的提高
实验结果还显示，运动训练对工作记忆、视觉工作记忆和情绪识别等非海马体依赖性认知功能的影响有限，这意味着，HIIT训练对特定类型的认知功能（如海马体依赖性学习能力）有更显著的影响。而本研究最引人注目的发现之一是，HIIT训练带来的海马体功能改善和大脑结构的保护作用在运动干预结束后的五年内仍然得以维持。这一发现对于理解运动对认知功能的长期益处具有重要意义。
HIIT vs. 持续高强度运动
尽管高强度间歇式运动带来的好处很多，但并不是越多越好，尤其是长时间的高强度持续运动。这两者存在显著差异：
高强度间歇式运动（HIIT）：高强度运动阶段和低强度恢复阶段交替进行，例如，全力冲刺跑30秒，然后慢跑或快走1分钟进行恢复，这个过程重复多次。通常整个锻炼时间较短，因为包括了恢复期，因此实际高强度运动的时间通常较短。
持续高强度运动：在较高强度水平上持续运动，没有间歇期的休息或低强度恢复期。例如，以一个稳定的、高强度的速度跑步30分钟或者更久。
往期的推送中报道，持续时间在60分钟以内的中等到高强度的短暂运动，对免疫系统有积极的效果。然而，长时间、高强度的运动却可能产生截然相反的效果，会导致暂时性的免疫抑制。这种免疫抑制状态表现为免疫细胞功能减弱、炎症反应加剧和氧化应激水平上升。
小结
总的来说，运动对我们的身体健康有很大的益处，但选择合适的运动方式至关重要。高强度间歇式运动对老年人的认知功能具有积极影响，并且对海马体功能改善和大脑结构的保护作用在运动干预结束后的五年内仍然得以维持。
而且，高强度的间歇式运动不仅让我们运动更“轻松”，带来的益处也比持续高强度运动的多。可见，选择有时候真的大于努力！希望这一发现能够激励更多人积极参与适当的运动，享受健康且充实的生活~
参考文献：
Long-Term Improvement in Hippocampal-Dependent Learning Ability in Healthy, Aged Individuals Following High Intensity Interval Training
doi: 10.14336/AD.2024.0642.
撰文 | ZZN
编辑 | lcc
（转自：生物谷）