我们大脑的体积在身体中所占的比例是区分我们和其他所有哺乳类动物最重要的特征之一。例如，大象的大脑重量为克，人类克重的大脑无法与之相比。然而，大象的大脑占其总体重的1/，而人类的大脑占总体重的1/40。因此，我们无法单凭大脑的体积来比较『脑力』或者智力。在比较大脑的功能性能力时，大脑的体积与身体体积的比例才是关键所在。人类大脑体积比令人印象深刻，但是更重要的是，在重量相同的情况下，人类大脑消耗的大量能量不成比例：大脑占身体重量的2.5%，但是消耗了人体静止状态下22%的能量，这真是不可思议。人类的大脑比其他类人猿〔比如大猩猩、猩猩和黑猩猩〕的大脑消耗能量的能力高%。因此，要维持大脑正常运作，需要从饮食中摄取大量能量。不过，对我们来说幸运的是，人类体积大、功能强的大脑让我们发展出了在食物匮乏之类的极端情况下求生的技能和智慧。我们能够谋划未来、制订计划，这是人类独有的特征。了解人类大脑令人称奇的能力有助于理解为了大脑功能健全而优化饮食的各种方式。人体至关重要的机制之一是在挨饿时能够将脂肪转化为重要的燃料。我们能够将脂肪分解为叫作酮的特殊分子，特别的一种是β-羟丁酸——大脑的高级燃料。这不仅仅是间歇性禁食滋养大脑的实例，而且解释了一个最热议的人类学问题：为什么我们的穴居人亲戚在距今3万年至4万年时消失了呢。虽然认为穴居人容易被聪明的智人『消灭』近乎武断，但是许多科学家现在认为食物匮乏或许是穴居人消失更重要的原因。可能穴居人不具备『大脑持久力』无法坚持下去，因为他们没有用脂肪滋养大脑的生物化学通路。与其他的哺乳动物不同，我们的大脑能够在饥荒时期使用替代的热量源。通常情况下，日常的食物为我们的大脑供给葡萄糖作为燃料。在两餐之间，大脑持续获得稳定的葡萄糖供应，这大部分由肝脏和肌肉中的糖原分解而来。但是储存的糖原只能提供这么多葡萄糖，一旦储备的糖原枯竭，我们的新陈代谢就会发生变化，进而人体用主要存在于肌肉中的氨基酸制造新的葡萄糖分子。这一过程被贴切地称为糖异生。从有利的方面看，这给机体加入了所需要的葡萄糖，但是从不利的方面看，肌肉被牺牲了。肌肉分解对饥饿的狩猎人采集者来说可不是一件好事。
幸运的是，人类的生理机制还有另一种为大脑提供能量的通路。当食物匮乏持续大约三天之后，肝脏开始用身体脂肪来制造酮。这时作为一种高效的能量源，β-羟丁酸开始为大脑提供能量，使我们能够在食物匮乏延长时维持正常的认知功能。这种替代的能量来源有助于减轻我们对糖异生作用的依赖，从而保住我们的肌肉量。然而不止这样，哈佛医学院的教授乔治·F.卡希尔说道：『最近的研究表明，β-羟丁酸——这种主要的酮不仅仅是一种燃料，而且是一种比葡萄糖产生三磷酸腺苷〔ATP〕能量更高效的超级燃料。它还保护身体组织中的神经元细胞，这些神经元细胞能培养对抗与阿尔茨海默症或帕金森氏病相关的毒素。』事实上，卡希尔和其他研究人员已经确定β-羟丁酸能够提高抗氧化功能，增加线粒体的数量，并且刺激新生脑细胞。只需在饮食中增加椰子油即可获得β-羟丁酸。减少热量摄入可以增加脑源性神经营养因子，脑源性神经营养因子可以刺激新生脑细胞，并增强现有神经元的功能。尽管对改善大脑状况和总体健康都有益处，但是大幅减少每日热量摄入对许多人来说没什么吸引力。间歇性的禁食——在一年之中有规律地间歇性完全禁食24～72小时更容易控制。研究人员已经证实许多由限制热量激活的同样有益于健康并增强大脑功能的基因通路都离不开禁食，即使起作用的时间相对短一些。这与传统的观点矛盾，传统的观点认为禁食会减缓新陈代谢并迫使身体在所谓的饥饿模式中保存脂肪。与之相反，禁食使体重更高效地加速减轻，对大脑的健康促进作用更是显著。禁食不仅仅启动产生脑源性神经营养因子的基因机制，Nrf2通路也会被开启，从而增强解毒作用、减轻炎症并且提高保护大脑的抗氧化物质的产生。禁食会使大脑从以葡萄糖为燃料转化为使用肝脏制造的酮为燃料。当大脑代谢酮为燃料的时候，甚至细胞自杀〔细胞凋亡〕也会减少，与此同时线粒体基因被开启，导致线粒体复制。简单来说就是，禁食提高了能量产生，为通向更强大、更敏锐的大脑铺平了道路。
当你大幅减少碳水化合物摄入量，提高从脂肪中摄取的热量时会发生什么呢？我刚解释过了禁食的益处——刺激大脑用酮的形式从脂肪中获取能量。当你采用富含有益的脂肪和蛋白质的低碳水化合物饮食方式时，会产生类似的反应。在人类历史中，我们一直将脂肪作为高热量食物的来源。脂肪让我们身体紧实，让我们在依靠采集果实和打猎为生的时代生存下来。正如你已经知道的那样，摄入碳水化合物刺激胰岛素的产生，这会导致产生和囤积脂肪，还会抑制身体燃烧脂肪。此外，随着我们的碳水化合物消耗，我们刺激了脂蛋白脂肪酶，这种酶会促使脂肪进入细胞；当我们消耗碳水化合物时分泌出来的胰岛素会使情况更糟——激活将脂肪紧紧地锁在脂肪细胞里的酶。如前所述，当我们燃烧脂肪而非碳水化合物的时候，我们就进入了酮症。从根本上说，酮症并没有坏处，而且我们的身体在我们四处流浪的时代就已经具备了这种能力。其实处于轻度的酮症之中对健康有利。我们早上醒来的时候就处在轻度酮症中，因为那时我们的肝脏调动了身体脂肪作为燃料。心脏和大脑用酮作为燃料比用血糖作为燃料时更高效，效率能提高25%。正常健康的脑细胞在以酮为燃料的时候更茁壮。但是，某些脑部肿瘤细胞只能利用葡萄糖作为燃料。最常见的发展迅速的脑部肿瘤之一是恶性胶质瘤。恶性胶质瘤的标准治疗方法是外科手术、放疗和化疗。不过老实说，这些治疗方法的结果并不理想。匹兹堡大学医学院的朱力欧·朱柯里博士利用恶性胶质瘤细胞只能利用葡萄糖而无法利用酮的特点，推断生酮饮食配合传统治疗方法可能会被证明有效。而且事实上，他发表了一份病例报告，用生酮饮食治疗恶性胶质瘤患者的效果显著。如果生酮饮食能够延长癌症患者的生命，那么对健康人会产生什么效果呢？在纯粹的生酮饮食中，80%～90%的热量从脂肪中获取，其余的热量从碳水化合物和蛋白质中获取。当然了，这是极端的情况，不过请注意酮对于大脑来说是更为高效的燃料。年，梅奥医学教育学校的罗素·怀尔德发展了生酮饮食，基本上依靠脂肪提供全部的热量。20世纪50年代，我们认识了中链三酸甘油酯。它在体内是β-羟丁酸盐的前体，可通过摄入椰子油获得。大幅减少碳水化合物摄入达到迫使身体燃烧脂肪，与此同时在饮食中增加脂肪和营养以提高β-羟丁酸盐的产生。你要在4个星期中将碳水化合物摄入量限制在每天30～40克，4个星期之后你可以将碳水化合物摄入量增加到60克。你的酮症程度可用酮体试纸测定，糖尿病患者常用这种试纸，药店通常有售。使用酮体试纸时，只需一两滴尿液即可立刻测定你的酮症程度如何。酮症程度在5～15的范围内是微量。大多数酮体试纸，比如Ketostix牌的酮体试纸使用的是颜色对照表，淡粉红色通常表示的是微量。这意味着你的身体在有效地利用酮作为能量。如果你遵循我建议的饮食方案，你会在大约饮食计划执行的第一个星期后达到轻微酮症，你可能会想要用酮体试纸测一下，看看这一效果。有些人在酮症较明显时感觉更好。
当今在医生的世界里令人痛苦的现实是在找内科医生就诊的时候你不太可能得到关于用禁食治疗脑部功能失调的大量有用信息。如今，你在就诊时只有不到15分钟的时间和医生交流，而且这名医生不一定学过如何维护大脑功能的最新知识。更令人不安的是现在的许多医生是几十年前培养出来的，对营养以及营养对健康的作用了解不够。我并不是说轻视我所从事的行业，我只是指出一个事实，这一事实在很大程度上是经济带来的后果。我希望下一代医生受到更好的教育，从以治疗为中心转到预防为主上。这将我引到了推荐补剂的部分。
DHA：如前所述，DHA是补剂王国的明星。DHA是一种欧米伽-3脂肪酸，在大脑的欧米伽-3脂肪酸中占90%以上。一个神经元的细胞质膜重量的50%由DHA占据。而且DHA是心脏组织中的关键组成部分。可以这么说，DHA是在保护大脑方面文献记录最多的明星之一。我经常在讲座中问在座的医生们，什么是DHA最丰富的天然来源。我听到的回答五花八门——鳕鱼鱼肝油、三文鱼鱼油、凤尾鱼鱼油。有些人猜是亚麻籽油或者牛油果，但是它们并非富含DHA。DHA最丰富的天然来源是人类的母乳。这解释了为什么母乳喂养一直被标榜为神经系统健康和孩子长期成就的重要因素。如今，人们可以买到各种各样高品质的DHA补剂，以及有种以上增加了DHA含量的食品。购买从鱼油中或藻类中提取的DHA都可以。如果你是一名严格的素食主义者，那么请选择从藻类中提取DHA的品种。
白藜芦醇：每天喝一杯红酒对健康有益的秘密与这种在葡萄中发现的天然化合物息息相关，这种成分不仅减缓衰老的过程，提高大脑的血流量，还能促进心脏健康，不过它已被证明能够通过控制脂肪细胞的发展来抑制脂肪细胞。不过，你无法从一杯红酒中获得足够的白藜芦醇。因此需要更高剂量的补剂才能使人从中获益。由于这种所谓的奇迹分子能保护细胞免受许多种类疾病之苦，所以它常被标榜为人体免疫和防御系统的帮手。在过去的10年中，我们认识到了这是如何实现的，这在很大程度上要感谢哈佛大学的戴维·辛克莱博士的工作。他发现了这种补剂有激活影响长寿的叫作去乙酰化酶的特定基因的能力。年，英国的诺森比亚大学的科学家在美国临床营养期刊上发表了一项研究报告，讨论到底为什么白藜芦醇可以有效地优化大脑功能。他们在研究报告中说他们让24名学生服用白藜芦醇。而后再让这些学生做智力测试时，他们记录到这些学生大脑的血流量出现显著的增加。测试难度越高，白藜芦醇的影响就越显著。这是否意味着我们都应该在参加测试或者面试这样的重要事件之前服用白藜芦醇还存在争议。但是现在我们知道每天额外摄入温和剂量的白藜芦醇对大脑有好处。请注意我说的是温和剂量。虽然之前科学家暗示要从中获益需要非常大的剂量〔相当于喝数百瓶红酒的剂量〕，较新的研究明确地表示较低剂量〔每天4.9毫克〕即可产生积极的作用。
姜黄：属于姜科，是科学研究的热门课题，大多数研究是评估姜黄的抗炎和抗氧化作用。姜黄的这两种作用源自其中的一种活性成分姜黄素。姜黄是让咖喱粉呈现黄色的调味料，已经在中国和印度使用了数千年，在中药和印度药中作为一种天然的药材治疗各种疾病。在《美国流行病学期刊》的一份报告中，研究人员调查了亚洲老年人的咖喱消费量与认知功能之间的关联。那些『偶尔』吃咖喱和『经常或者很经常』吃咖喱的老年人比『从不或者很少』吃咖喱的老年人在测定认知功能的特定测试中得分更高。姜黄素的秘密武器之一是它能够激活产生大量抗氧化剂的基因，从而保护我们珍贵的线粒体。姜黄素还会增强葡萄糖代谢。所有这些属性都有助于减少大脑疾病的风险。除非你在家做大量的咖喱菜肴，否则通常你不太可能摄入大量姜黄。
益生菌：在刚刚过去的几年中令人惊叹的新的研究表明，吃富含益生菌的食品——支持肠道常驻菌的活的微生物能够影响大脑行为，并有助于减轻压力、焦虑和抑郁。益生菌可以滋养和加强住在肠道中并且助消化的这些『有益的细菌』群。它们在生产、吸收以及转化血清素、多巴胺和神经生长因子这样的神经化学物质中起着作用，这对于大脑健康和神经功能十分重要。要理解这一点需要先简要学习一下有关你的『微生物肠道』的科学知识。你的肠道是你的『第二个大脑』，此言不虚。这是一个令人着迷的活跃的研究领域，近年来大量研究显示在大脑和消化系统之间存在密切的高速交流通路。通过这一双向交流，大脑接收到肠道的情况信息，中央神经系统把信息发回给肠道以确保最佳的功能运作。信息来回传送使我们能够控制我们的饮食行为和消化，甚至在夜间安眠。肠道还根据大脑对腹饱感、饥饿感甚至肠道炎症的感觉释放出激素信号。当出现影响肠道的疾病时，比如不受控的乳糜泻、肠易激综合征〔IBS〕或者克罗恩病，肠道会对我们的健康产生重大影响——我们的感觉、睡眠、活力程度、疼痛情况甚至会对我们如何思考产生影响。研究人员现在正在寻找肠道细菌菌株在肥胖症、炎性和功能性胃肠疾病、慢性疼痛、自闭症以及抑郁症中可能的作用。研究人员还正在研究这些细菌在我们的情感中发挥的作用。这一系统如此错综复杂又影响深远，我们的肠道健康对整体健康的作用实际上比我们想象的要大得多。肠道处理和送达大脑的信息与我们的幸福感关系紧密。如果我们能够简单地摄入肠道最重要的合作伙伴——健康的肠道细菌就可以支持这一系统，那么为什么不呢。虽然许多食物，比如酸奶和一些饮料强化了益生菌，但是这些产品往往添加了太多的糖。理想情况是，服用一种一个胶囊就含有各种各样的菌株〔至少10种〕，包括嗜酸乳杆菌和双歧杆菌，并包含至少亿个活性菌的补剂。
椰子油：如前所述，椰子油有助于预防和治疗神经退行性疾病。椰子油不仅仅是大脑的超级燃料，还能减轻炎症。你可以喝下一茶匙椰子油或者用它烹饪。椰子油的热稳定性很好，可以用在需要高温烹调的菜肴中。
a-硫辛酸：这种脂肪酸存在于身体的每个细胞之中，细胞需要a-硫辛酸生产身体正常功能所需的能量。它跨越血液——大脑屏障，在大脑的水样和脂肪两种组织中都是一种强大的抗氧化物质。科学家现在正在研究将a-硫辛酸作为一种潜在治疗方法治疗中风和其他与自由基损害有关的脑部疾病，比如痴呆症。虽然身体能够产生足量的这种脂肪酸，但是服用补剂对我们的现代生活方式和不当的饮食有益。
维生素D：将维生素D称为一种『维生素』是用词不当，因为它其实是一种脂溶性类固醇激素。虽然大多数人将维生素D与骨骼健康和钙质水平联系在一起〔因此在牛奶中添加维生素D〕，但是维生素D与对身体特别是大脑存在更为深远的作用。我们知道整个中央神经系统中遍布维生素D受体，我们也知道维生素D有助于调节大脑和脑脊液中的酶，这些酶与制造神经递质和刺激神经增长有关。动物试验和实验室研究已经表明维生素D能够保护神经元免遭自由基的损害，并可以减轻炎症。以下是几项关键发现：报告显示维生素D水平较高的人认知功能下降的风险降低25%〔在一项此类研究中，严重缺乏的人在6年的跟踪研究中经历认知功能下降的可能性高60%〕。一项有名女性参加的为期7年的研究显示，维生素D摄入量最高的那些女性患上阿尔茨海默症的风险降低了77%。～年间，对名成年人进行了心智状态评估，发现严重缺乏维生素D的人出现了心智状态大幅下降。多项研究显示出维生素D水平低与帕金森氏症和反复发作的多发性硬化症之间具有相关性。〔顺便说一句：研究显示血液中的维生素D的浓度每升高5微毫克/毫升，多发性硬化症复发的可能性就相应地下降16%。〕医学文献中早就有记录，维生素D水平低会促发抑郁症，甚至慢性疲劳。肾上腺需要足够的维生素D帮助调节产生多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素所必需的酶——在情绪、压力管理以及身体能量方面发挥作用的关键脑激素。患有轻微抑郁症到严重抑郁症的人仅仅补充维生素D就会感到病情逆转和好转。缺乏维生素D可通过服用维生素D补剂数月来纠正，这样会大幅提高整个身体中的化学作用〔从骨骼健康到大脑健康〕甚至胰岛素敏感性。
小测验：什么能使你的头脑更敏锐而且不易于患大脑疾病？选项：①解开一道复杂的脑筋急转弯难题；②出去散步。如果你猜是①，那么我不会难为你，但是我会建议你先出去走走〔请能走多快就走多快〕然后再坐下来对付费脑筋的难题。这个问题的答案应该是②。简单地活动一下对身体的益处大于任何谜题、数学等式、神秘的书籍或者甚至思考本身。锻炼对人体健康有许多促进作用——尤其是对于大脑。在表观遗传中这是一个作用强大的因素。简单来说，当你锻炼身体的时候，你其实是在锻炼基因组成。有氧运动不仅启动与长寿有关的基因，而且影响产生脑源性神经营养因子的基因——大脑的『生长激素』。据研究，有氧运动能够逆转老年人记忆力下降，而且确实能够增加大脑记忆中枢里新大脑细胞的生长。很长时间以来，我们已经知道身体锻炼对大脑有益，但是直到过去的10年我们才真的量化并证明身体健康与心理健康之间非同一般的联系。这是有研究和探索精神的神经科学家、生理学家、生物工程师、心理学家、人类学家以及各个医学领域的医生共同努力的结果。许多种先进的技术也为之作出了贡献，使我们能够分析和理解大脑内部的运作，包括其中单个的神经元。最新的发现清楚地表明了锻炼身体与大脑健康之间的关系并不简单，这一点无可否认。正如《纽约时报》上写的：两者之间的关系很特别。根据最新的科学研究：『似乎使大脑能够抵抗容量萎缩并且增强认知弹性。』朋友们，这意味着我们的手中没有比锻炼身体更好的工具了。一直以来人类的身体活动都很活跃，直至近期现代技术让我们具有了久坐不动的特权，事实上如今我们需要的任何东西都不用付出太多体力即可获得，很多时候甚至无须下床。但是，从生理角度来说，数百万年以来我们的基因组是在寻找食物的过程中不断面临挑战的状态下形成的。事实上，我们的基因组期待经常锻炼——它要求定期的有氧运动来维持生命。但是遗憾的是如今仅有极少人尊重基因组的这一要求。慢性疾病和高死亡率说明了这一点。锻炼可以使我们更聪明的想法不仅令在生物医药实验室里工作的传统研究人员十分感兴趣，而且让寻找在千年中塑造了人类的人类学学家也很感兴趣。在年的《自然》杂志上有一篇文章，作者是哈佛大学的进化生物学家丹尼尔·E.利伯曼和犹他大学的丹尼斯·M.布兰布尔，他们认为我们在历史上生存了这么久凭借的是我们的运动技能。我们的穴居人祖先能够跑得比捕食者快，猎得有价值的猎物作为生存下来的食物——作为交配所需的食物和能量。那些早期具备忍耐力和运动能力的祖先将他们的基因一代代传了下来。这是一个美妙的假说：我们都生来有运动的基因，这样我们才能生存下来繁殖后代。也就是说，自然选择使早期的人类进化成了极为灵活敏捷的生物——进化出了更长的腿、较为短粗的脚趾、复杂的内耳以帮助我们用双腿〔相对于四条腿〕站立和行走的时候更好地保持平衡和身体协调。
在很长时间里，科学无法解释为什么我们的大脑进化到如此之大——与其他动物相比，人类的大脑与身体的大小不成比例。过去进化论科学家喜欢谈论我们的肉食动物行为和社交互动的需要，这两点都需要复杂的思考方式〔狩猎和杀死猎物，以及与其他人的社会关系〕。但是现在新添了另一种科学解释：身体活动。根据最新的研究，我们非比寻常的大脑需要思考，也需要奔跑，而我们亏欠了自己的大脑，没有做到这两点。在形成这一结论的时候，人类学家检查了许多动物大脑的体积和持久力，从豚鼠和大鼠到狼和羊。这些人类学家注意到天生持久力最强的物种的大脑与身体体积比例也最高。研究人员进行了更进一步的实验，研究了长跑的小鼠和大鼠。研究人员通过杂交培育出了在笼子内的跑轮上表现最出色的大鼠。然后事实浮现了出来：在新培育出的大鼠体内，促进身体组织生长和健康的脑源性神经营养因子水平和其他物质开始增加。正如你所知的那样，脑源性神经营养因子据知也能够促进大脑生长，这也就是为什么新的研究认为身体活动可以有助于我们进化成聪明、机敏的生物。亚利桑那大学的人类学家，并且是人类大脑进化领域的顶尖科学家戴维A.里奇伦接受了《纽约时报》的葛瑞真·雷诺兹的采访。他在采访中精彩地总结了这一理念：『……对于实验室的小鼠而言，存活下来的更为健壮和活跃的小鼠们会把提高持久力的生理特征，包括高脑源性神经营养因子水平遗传给下一代。最终，这些擅长运动的早期的小鼠体内有了足够的脑源性神经营养因子，其中一些脑源性神经营养因子会从肌肉迁移到大脑中，从而促进大脑组织生长。』具备了更强的思考能力、推理能力和计划能力，早期的人类能够磨炼生存所需的技巧，比如狩猎和捕杀猎物。他们从正向反馈循环中获益：身体活动不仅仅使他们更聪明，而且更敏锐的大脑使他们能够保持活动的状态并且更高效地活动。随着时间的推移，人类开始了复杂的思维，并且开始发明数学、显微镜和电脑之类的东西。起码的一点是，如果身体活动帮助我们发展出了我们今天的大脑，那么可以说我们需要身体锻炼来维持大脑的状态〔更不用提继续进化成更聪明、敏锐、灵活的物种了〕。
锻炼身体对大脑健康的益处多多，锻炼能够促进大脑血液循环，从而滋养细胞使之维持和生成。不过，锻炼身体的益处背后的生物原理远远不止于此。确实增加脑部的血流量是一件好事。然而，那是以前的看法了。对于身体运动在保护和保持大脑功能上的最新科学结果令人惊叹。归根究底，其益处有5个方面：控制炎症、提高胰岛素敏感性、血糖控制更佳、扩大记忆中枢的体积以及我提到过的提高脑源性神经营养因子的水平。在刚刚过去的几年中，科学家进行了一些令人极为信服的科学研究。年，贾斯廷S.罗兹博士和他的团队在伊利诺伊大学的贝克曼高等科学技术研究所在4组过着4种生活方式的小鼠的研究中获得了发现。一组小鼠生活优裕，拥有小鼠喜爱的奢侈饮食〔各种坚果、水果和奶酪，饮水也特别调制为小鼠喜爱的口味〕和许多供小鼠探索的玩具，比如镜子、球和隧道。第二组小鼠也享有同样的食物和玩具，但是它们的住处有跑轮。第三组小鼠住的笼子类似连锁旅馆，没有任何多余之物，吃的是标准的粗粒鼠粮。与上一组类似，第四组小鼠没有高级玩具和设施，也没有奢侈的饮食，但是它们住的笼子里有跑轮。研究开始时，科学家给小鼠做了认知测试，并且给小鼠注射了一种能够让研究人员跟踪它们大脑结构变化的物质。在接下来的几个月中，研究人员让小鼠分别在自己的笼子里自由自在地生活。然后再次测试了这些小鼠的认知功能，并检查了它们的大脑结构。有一个变量凸显了出来，那就是小鼠住的笼子里是否有跑轮。它们的笼子里是否有玩具并不重要。跑步锻炼的那一组小鼠的大脑更健康而且它们的认知测试的结果超常。那些生活在没有跑轮、无法跑步锻炼，但是有其他趣味盎然的玩具的环境中的小鼠认知水平没有提高。研究人员特别研究了认知功能提高，认知提高表明复杂思维和解决问题的能力增强。只有锻炼身体被证明是这一进步的关键因素。我们知道锻炼身体刺激新的大脑细胞产生。科学家已经实际测定了这一作用，其方法是比较跑步锻炼数星期的大鼠和小鼠与不运动的大鼠和小鼠。跑步锻炼的小动物海马体中新生的神经元大约是不运动的小动物海马体中新生的神经元数量的一倍。其他研究调查了哪种运动效果最显著。年，在一项研究中，名老年人被分成了两组〔其中一组被指定按照散步计划锻炼身体，另一组参加伸展养生计划〕结果是散步的小组胜出。一年之后，散步小组的海马体更大，而且血液中的脑源性神经营养因子的水平更高。而伸展的小组由于正常的脑部退化而出现了脑容量萎缩，而且在认知测试中的表现也不佳。
锻炼身体不仅被证明能够引起大脑中新神经元生长，而且科学家已经发现其中真正的奇迹：在大脑中构建新的神经网络。生长新的脑细胞是一回事，将这些细胞构建成功能协调的神经网络是另一回事。仅有新的脑细胞不会使我们变得『更聪明』。我们要把这些新的脑细胞与已有的神经网络连接起来才行，否则这些新生的脑细胞会茫然无目的，最终凋亡。把新生的脑细胞与已有的神经网络连接起来的方法之一是学习新知识。在一项年的研究中发现，如果让小鼠学习在水迷宫中找到出口，那么小鼠脑部新生的神经元会融入大脑的神经网络之中。这是一项对认知能力的要求比对身体能力的要求更高的任务。研究人员还注意到新生的脑细胞局限于其能力范围之内，例如新生的脑细胞无法对小鼠在水迷宫之外的认知测试中有所帮助。要想运用这些新生的脑细胞，小鼠需要进行身体锻炼，这样才能使这些新生的脑细胞变得生气勃勃并具有认知可塑性。这其中包含了锻炼身体的隐含益处：锻炼身体使神经元灵活机敏并且胜任多项任务。我们不知道在分子层面上运动是如何促进智力改善的，但是我们明白脑源性神经营养因子的作用是加强细胞和轴突，巩固神经元之间的连接，并且引发神经发生。神经发生会提高大脑学习新知识的能力，这反过来加强新生脑细胞，并且进一步巩固神经网络。也请记住这一点，较高的脑源性神经营养因子的水平与食欲下降相关。对于无法控制食欲的人，这是开始锻炼身体的另一个推动力。理解脑源性神经营养因子与锻炼身体之间的关系之后，研究人员一直在努力测定锻炼身体对已患上脑部功能失调和疾病及有此风险的人的作用。在最近发表于《美国医学协会期刊》的报告中，西澳大学的妮可拉·劳滕施拉格尔发现，与控制组相比，参加定期身体锻炼24星期之后的老年人在测定的记忆力、语言能力、注意力和其他重要认知功能上提高了%。锻炼身体的小组每星期进行分钟的身体活动，平均每天20分钟。研究人员将这些改善归因于更好的血液循环、新血管的生长、新的脑细胞的生长以及更佳的大脑『可塑性』。在一项类似的研究中，哈佛的研究人员确定了在老年女性中身体锻炼与认知功能之间的明显相关性。他们的结论是：『在这项对老年女性的大规模前瞻性研究中，长期有规律的身体活动与较高水平的认知功能和较低的认知功能下降密切相关。特别是，较多的身体活动对认知功能的明显益处与年轻3岁相当，而且认知障碍风险相应降低20%。』身体活动的多重益处会结合起来。锻炼有强大的抗炎作用。通过激活Nrf2通路，锻炼身体能够启动抑制炎症的基因。这一点可以在实验室中测定出来。科学家已经记录了一次又一次，C-反应蛋白〔一种在实验室中常用来提示炎症的标记物〕在有定期运动习惯的人中较低。锻炼身体还能够提高胰岛素敏感性。锻炼有助于控制血糖平衡并降低蛋白质糖化。从锻炼身体对糖化血红蛋白的影响的各项研究中我们知道这是事实。在一项重要的研究中，研究人员让30名参与者保持原来的生活方式不变，让另外35名参与者参加一星期3天的锻炼计划。在16个星期后，锻炼身体的小组的糖化血红蛋白下降了0.73，没有进行锻炼的小组的糖化血红蛋白反而上升了0.28。比如，如果你的糖化血红蛋白是6.0，由于锻炼身体而降低0.73等于糖化血红蛋白水平下降12%，这与糖尿病药物的效果相当。
好吧，锻炼身体对身体和大脑有好处。不过，有多大的好处呢？难以做到吗？家务劳动，还有园艺和倒垃圾之类的日常活动也算在内吗？要回答这个问题，让我们来看一下拉什大学的记忆和衰老项目。当阿伦S.布赫曼博士研究日常身体锻炼对阿尔茨海默症风险的影响时，他的预测结果表明，在较少活动的人与进行各种各样的活动〔包括做饭、洗盘子、玩牌、推动轮椅和清洁之类的简单行为〕的人之间存在巨大的差异。他想办法用一种叫作活动记录器的新装置跟踪了人们的活动水平情况。这种活动记录器像腕表一样戴在手腕上，侦测人们的活动并记录下人们的活动量。没有患上痴呆症的人们平均年龄是82岁。经过大约3年半的跟踪之后，最初的名参与者中的71人发展出了阿尔茨海默症。这项研究的结果揭示出日常身体活动程度最低的10%的参与者患上阿尔茨海默症的风险是身体活动程度最高的10%的参与者的2.3倍。从身体活动强度方面评估，这一结果甚至更令人信服。将身体活动强度最低的10%的参与者与最高的10%的参与者相比，布赫曼博士和他的团队发现身体活动强度最低的参与者患上阿尔茨海默症的风险几乎翻了两倍。布赫曼博士在结论中有理有据地表明，这些不属于正式身体锻炼的活动简单易行，成本又低，而且无副作用，我们不能低估这些活动的强大作用。日常生活中的身体活动对任何年纪的人的大脑都有保护作用。显而易见，你无须将目光瞄准在攀登珠穆朗玛峰这样的活动上。你也无须为了比赛而锻炼耐力。然而，能使心脏加速跳动的定期身体活动是必需的。虽然少量研究发现只练习了一年负重运动的老年人中存在认知改善的情况，但是迄今为止大多数研究和所有的动物实验都涉及跑步或者其他有氧运动，比如游泳、骑自行车、徒步和快走，至少一星期5天每天20分钟。我认识到了锻炼身体并不是大多数人首选要做的事情，但是我希望如果你没有锻炼身体的习惯，那么你应该重新考虑将运动列入首选之事。如果你以前不锻炼身体的话，那么我要求你用一星期的时间全身心地把精力集中在生活中这一重要部分上，并且开始定期锻炼。如果你已有运动的习惯，那么你可以利用这一星期的时间来增加健身的时间和强度，或者尝试新的项目。
塞缪尔是一名48岁的股票经纪人。在11月下旬的一天他来找我看病，他要求我让他达到『最佳的健康状态』。这不是第一次有人提出这种概括性又有些模糊的要求了，不过我知道他真正想要的是什么：他想要我找到他痛苦的根源，带他进入他从未感受过的活力充沛的健康状态。这是一个对任何一名医生来说都很高的要求，但是出于某种原因，他浮肿的脸立即让我找到了问题可能的根源。我从他的医疗记录和主诉入手。他有甲状腺功能低的病史，因此而服药治疗。他说他的生活压力很大，不过他对自己的总体健康评估是『良好』。我对于他的病史没有太多可说的，然而令人感兴趣的是他提到他的儿子在婴儿时期曾对固体食物『过敏』，并被诊断为麸质过敏。我们深入讨论了他的甲状腺问题，原来他患有一种叫作桥本甲状腺炎的自身免疫性疾病。这种疾病是由异常激活的免疫系统攻击甲状腺而引起的。我让他做了麸质过敏检查，其结果无可辩驳。他确实对麸质严重过敏，检测的24种抗体之中只有一种在正常范围之内。他需要马上开始采用无麸质饮食方式。鉴于他儿子的病史和他的过敏测试结果已经显示出他对麸质严重过敏，他对无麸质饮食方式的反应很明显而且直接。在他开始采用无麸质饮食方式4个月之后，我收到了他的来信。这封信的内容让我感到欣慰。在信中他承认在来我这里就诊之前他的生活有多么糟糕。显而易见，他告诉我他的健康状况『良好』并非实情，而且远非如此。他写道：『在我被诊断为麸质过敏之前，我的健康状况每况愈下……虽然我才刚刚40多岁而且每天锻炼身体，但是我昏昏沉沉地勉强度过每一天……我的情绪越来越不稳定，很容易因为小事而大发雷霆……在我无法摆脱消极想法的时候绝望就会缠上我。我确信我要死了……如今我成了一个完全不同的新人。我又变回了无忧无虑的自己，精力充沛地度过每一天。我通常会一觉睡到天亮，而且关节也不再痛了。我现在思维清晰，工作时能够集中精神，不再分心。最棒的是我腰腹部的顽固脂肪在两星期中终于消失了。谢谢你帮我找回了我的生活。』虽然塞缪尔在我初诊的时候没有提到他有睡眠问题，但是我当时预感他睡眠不佳已经有一段时间了。他看起来很疲倦而且具有长期睡眠不足的典型特征。在治疗之前，许多我的病人都有睡眠问题，他们已经忘了安睡一整晚是什么感觉。塞缪尔可能以为一觉睡到天亮是他开始采用无麸质饮食方式后所获得的解脱的附带好处。不过其实不止如此。塞缪尔开始每晚酣睡的时候就是他开始深度『重新校准』他的身体的时刻——激素、情绪、身体甚至精神。排除与麸质过敏有关的问题，甚至还有他的甲状腺失调问题，我能够断言舒适的正常睡眠在状态恢复中起了巨大的作用，而且帮他得到了他想要的结果：最佳的健康状态。大多数人低估了睡眠的有益之处。睡眠是生活中为数不多的完全免费的财富，而且对健康绝对至关重要。此外睡眠是防止大脑衰退的一项基本手段。
在过去的10年中，关于睡眠的科学的文章很多。而且出于一个良好的原因：我们从科学的角度理解睡眠的价值，这是前所未有的。实验室研究和临床研究都表明，睡眠的质量和睡眠的时长影响身体的所有系统，尤其是大脑。其中已获证明的益处之一是：睡眠能够决定我们吃多少，我们的新陈代谢速度，我们的胖瘦程度，是否能够战胜传染病，我们的创造力和洞察力高低，我们应对压力的能力，我们处理信息和学习新知识的快慢，还有我们整理和储存记忆的能力。对大部分人来说足够的睡眠意味着至少7个小时，而且能够影响我们的基因。年年初，英格兰的科学家们发现一星期睡眠不足能够改变个基因的功能，其中一些基因与压力、炎症、免疫以及新陈代谢有关。对身体的这些重要功能产生消极影响的任何事情都会对大脑造成冲击。我们依赖那些基因产生持续的蛋白质供应，用来替代或者修复受损的身体组织。虽然我们可能没有注意到睡眠不佳在基因层面上的副作用，但是我们肯定都有过慢性睡眠不足的其他征兆：意识混乱、失忆、脑雾、免疫力低下、肥胖、心血管疾病、糖尿病以及抑郁。这些情况都唯独与大脑密切相关。最近我们还认识到一个事实：睡眠的时长足以满足身体真正所需的人寥寥可数。大约10%的美国人慢性失眠，25%的美国人报告说至少偶尔睡眠不足。除了睡眠的时长之外，鉴于睡眠能够修复大脑，专家们现在还在北京专业治白癜风医院北京能治白癜风