美国前总统老布什在学生时代是耶鲁大学棒球队的队长；
奥巴马曾经率领所在高中的篮球队赢得夏威夷州冠军；
普京是俄罗斯圣彼得堡市的柔道冠军，由他培养的学生成为世界柔道冠军；
就连新上任的美国总统特朗普，也是体育高手，大学期间担任校橄榄球队的主力。
发现了吗？作为杰出领袖，这些人拥有睿智的大脑；而与此同时，他们也具备强健的体魄。
哈佛大学医学院教授约翰·瑞迪（JohnRatey）历经二十余年，揭开了运动、大脑、心理健康之间的神秘联系。
在专著《运动改造大脑》中，瑞迪教授宣布：四肢发达的人，头脑并不简单，因为锻炼身体的同时，也在锻炼大脑，运动可以改造大脑！
△约翰·瑞迪：哈佛大学医学院教授，国际公认的神经精神医学领域专家
下面我们就来看看运动是如何改变大脑进而影响孩子的学习以及情绪的。
一、越动越多的脑细胞加速学习在解释运动如何改造大脑之前，有必要先了解以下两组概念：
1.神经递质
脑内信息传递的媒介，其中一组对大脑传递信号过程起到调节作用，包括血清素（5-HT）、去甲肾上腺素（NE）和多巴胺（DA）。尽管产生它们的神经细胞只占到大脑千亿细胞的1%，但这些“调节器”却发挥着举足轻重的影响力。
其中，血清素控制着情绪，就像是“大脑警察”，困扰现代人良久的抑郁症、焦虑症、强迫症等神经症，究其根源，就在于血清素分泌失控。
去甲肾上腺素关乎注意力和认知力。
多巴胺影响学习能力、满足感和注意力。
2.脑源性神经营养因子（BDNF）
被比喻为“大脑的优质营养肥料”，可增加突触可塑性，促进神经元细胞再生，进而建立和保养神经细胞回路，也就是大脑自身的基本结构。
曾几何时，大脑被认为是发育成熟的硬件，也就是人们常说的“三岁看到老”。随着现代脑科学的蓬勃发展，人们逐渐认识到人脑每时每刻都在经历着重塑。
不但连接神经元的突触具有可塑性，可能织就更多、更强的神经网络；而且终其一生，海马体区域源源不断地产生新的神经元干细胞，经过发育而形成神经细胞，加入到神经网络中，完成“神经新生”的过程。
最终，我们建立的神经网络越发达，储存的记忆和经历越丰富，学习起来也就越容易。在此期间，神经递质和脑源性神经营养因子（BDNF）如同催化剂，全程保驾护航，而运动致力于改善的正是这两类化学物质。
研究表明，改善这两类化学物质后，运动可以从以下三个层面提高学习能力：
1运动完善思维模式，以提高警觉力、注意力和驱动力运动能够改善情绪，调节和优化大脑功能，秘诀就在于运动提高了神经递质的水平，使大脑中的神经递质和其他化学物质之间达到平衡。
不知道你有没有这样的经历，心情郁结的时候，索性什么都不想，到外面跑上几圈，回来之后神清气爽，再想想烦恼的事情，实在不值一提。
2运动让神经细胞准备就绪，促使它们相互连接起来还记得前面提到的脑源性神经营养因子（BDNF）吗？实际上，科学家对其从发现到重视，也就是近二十多年的事情。
年，BDNF被发现，极大地改变了人们对大脑中神经细胞相互联系的看法。实验显示，往培养皿内的神经细胞上撒些BDNF，细胞就会自发地形成新的分支。作为大脑内合成的蛋白质，BDNF促成了突触和神经的可塑性。
运动会促进脑内BDNF水平大幅度提高，这就好比“为大脑施肥”，吸收养分的脑细胞连结由此变得枝繁叶茂，大脑就是这样“长大”的。
3运动激发海马体的干细胞分化成新的神经细胞既然连接神经元的突触具有可塑性，那么神经元本身呢？上世纪末，科学家证明神经元就像身体其他细胞一样，正在分裂和增殖，其中，成体哺乳动物脑内的海马区域终身拥有神经元干细胞。
经过解剖发现，运动的老鼠海马体中新干细胞的数量是不运动的老鼠的两倍！可见运动可以产生大量的神经元！
“神经新生”被认为是脑科学史上最大的发现之一，而运动能够诱发“神经新生”，继而为大脑制造出替换零件（新的神经元细胞）。
△大脑构造图
不过这些新生的神经元干细胞，还要经历一个发育过程才能变成神经细胞，加入到神经网络而发挥作用。在这个过程中，环境优化的刺激，比如学习、社交，有助于神经元的存活；脑源性神经营养因子（BDNF）则再度发力，激活体内激素，协同促进干细胞分化。
二、运动是改善情绪的有效药丸不知道从什么时候开始，精神类疾患开始大显神威，从多见于儿童的注意力缺陷多动障碍（ADHD），到起始于青春期的强迫症。
不过，当你了解到心理问题可以用生物学来解释，情绪障碍实际上是脑回路出了问题时，或许就不会再感到内疚和无助，而是决意奋起做些什么。
脑科学研究表明，心理异常，实际上是基于大脑生理生化功能障碍产生的对客观现实的歪曲反映。
比如，抑郁症很可能是由于去甲肾上腺素、多巴胺、血清素三种神经递质的不足而造成的。
至今，医学已经证实，在治疗无助感和轻度、中度抑郁方面，运动的效果和抗抑郁药一样好，而且无任何副作用！毫无疑问，运动是上天赐予人类的一剂良药。
人脑运行遵守的是一套复杂而又微妙的机制，神经递质的任何失衡和偏差，都会引发震动。而运动的妙处就在于调动人体自身的力量，把各种化学物质微调至平衡的最佳状态。
三、什么样的运动计划最有效？美国伊利诺伊州内珀维尔中央高中在第一节文化课前，都有一节名为“零点体育课”的活动。早晨7点10分，一群高中生经过一番热身，踏上学校操场的跑道，进行米长跑。
在开展“零点体育课”后，内珀维尔中央高中的学业水平获得大幅提升，明显超越其他同类学校。
在每四年举办一次的TIMSS测试中（由国际教育成就评价协会发起和组织的评测，是国际上衡量学生数学和科学水平的标杆），内珀维尔中央高中学生分别在科学和数学领域取得世界第1和第6的超常发挥；相比之下，全美学生的平均成绩在国际上的排名分别为第18位和第19位。
在瑞迪教授看来，“零点体育课”的成功至少带来两点启示：
1.什么时间运动，对大脑的效果最好？答案是：学习前运动。
年德国科学家发现，运动优化大脑的作用发生在运动后！人们在运动后学习词汇的速度提高了20%。因为一旦运动结束，血液几乎立刻回流至大脑，这时如果有需要敏锐思维和复杂分析的事情，正是注意力集中的最佳时刻！
研究表明，运动带来的有益效果至少能持续6周，仅一次运动的“后劲”就可持续1-1.5小时。
前文中提到，运动产生大量神经元干细胞，而环境优化的刺激则有助于其存活与分化，并最终加入到神经网络中。
放到“零点体育课”的环境下，就是：一大早的体育课为一整天的学习打下基础，向大脑提供学习所需的最佳工具——神经元干细胞；而后的文化课学习刺激并促使新生的神经细胞连接到神经网络中。
正因为此，“零点体育课”又被称为“学习准备型体育课”。按照这样的规律，以后遇到下午的考试，不妨在午饭前先来一场运动热身！
2.运动量多少才够呢？来自美国疾病预防控制中心和美国运动医学会的建议是，每周至少5天进行30分钟中等强度的有氧运动。
在有氧运动中，心率成为衡量运动强度的标准，目前学界普遍认为：
最大心率=-实际年龄
低强度运动：最大心率的55%-65%，常见运动如步行；
中强度运动：最大心率的65%-75%，常见运动如慢跑；
高强度运动：最大心率的75%-90%，常见运动如快跑
此外，在具体的运动项目上，除了有氧运动，复杂活动也对大脑产生有益影响，两者作用互补。
因而除了跑步，大家还可以做做瑜伽、打打太极、练练杠铃，多多益善。另外和小伙伴一起活动，或者到户外去运动，大脑受到的刺激多，效果要比一个人在健身房的跑步机上闷头训练要好。
所以在春天草长莺飞之际，学生朋友们忙于上课、写作业的同时，千万别忘记运动哦！你会发现运动不仅不是浪费时间，在让身体健康的同时，还能让学习越来越高效！
作者
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