【新年新希望：運動如何保護你的腦，讓你老得更慢、想得更清楚？】

為什麼我們該關心大腦老化？

你是否曾經忘記鑰匙放哪裡、話到嘴邊卻突然想不起來？這些「小忘記」其實是大腦老化（brain ageing）的自然現象。隨著年齡增長，我們的記憶力、推理能力和處理速度都會逐漸下降——大約從 65 歲後加速衰退。

更令人擔憂的是，老化也是阿茲海默症（Alzheimer’s disease）最大的風險因子。全球人口快速高齡化，使得認知衰退成為迫切的公共衛生挑戰。

好消息是：2025 年發表在頂尖醫學期刊《刺胳針》（The Lancet）的一篇回顧文獻指出，規律的耐力運動（endurance exercise）和較高的心肺適能（cardiorespiratory fitness, CRF），是目前最具可及性、也最有效的大腦保護策略之一。接下來，讓我們用更生活化的語言，一起了解運動如何守護大腦。

心肺適能：比「有在動」更重要的指標

心肺適能（cardiorespiratory fitness, CRF）指的是心血管與呼吸系統把氧氣和營養送到全身器官（包括大腦）的最大能力，通常以最大攝氧量（VO₂max）來衡量。研究顯示，CRF 比「有沒有在運動」更能預測一個人能活多久。

一項追蹤超過 30,000 人的前瞻性研究發現：隨著時間維持或改善 CRF 的人，失智風險降低了 40%，因失智死亡的風險也降低了 44%。換句話說，真正重要的不只是「有動」，而是動到讓心肺功能變好。

運動如何保護大腦？六大機制

1. 增加腦部血流量

大腦需要充足的腦部血流（cerebral blood flow, CBF）來供應氧氣、營養和神經生長因子。研究顯示，不論是單次運動或長期規律訓練，都能增加多個腦區的血流量，尤其是與學習和記憶密切相關的海馬迴（hippocampus）。

運動促進血流的機制包括：增加內皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase）的產生以維持血管健康，以及增加血腦屏障（blood-brain barrier, BBB）的通透性，讓氧氣和營養更有效地送達大腦。

2. 對抗腦萎縮、維持腦體積

老化會導致大腦——特別是海馬迴——體積萎縮，同時腦室擴大。一項經典的隨機對照試驗顯示，老年人進行一年的中等強度耐力運動後，海馬迴體積增加，空間記憶也改善了。甚至短短 6 週的運動就能讓久坐成人的海馬迴體積增大——不過停止運動 6 週後又會回復原狀。

值得注意的是，一項為期五年的大型運動介入試驗（Generation 100 Study）也發現，維持高 CRF 能保護大腦在老化敏感區域的體積和結構完整性。

3. 減少神經發炎

老化的一大特徵是慢性、低度的發炎反應，稱為「發炎性老化」（inflammaging）。在大腦中，小膠質細胞（microglia）是主要的免疫細胞，一旦過度活化就會釋放促發炎細胞激素，損害神經元。

中等強度的運動能穩定發炎性細胞激素、改善免疫功能，從而降低慢性低度發炎。在動物實驗中，耐力運動還能透過減少內臟脂肪——已知會釋放促發炎因子——來減緩發炎。

4. 促進大腦可塑性

神經可塑性（neuroplasticity）是大腦適應、學習和修復的能力。運動能同時增強「結構可塑性」和「功能可塑性」：

• 突觸可塑性（synaptic plasticity）：運動能增強突觸——神經元之間的連接點——的功能。急性運動能暫時改變關鍵的長期增強作用（long-term potentiation, LTP）介質，包括 GABA 和穀胺酸（glutamate）等神經傳導物質。
• 成體神經新生（adult neurogenesis）：海馬迴能終身產生新的神經元。運動是目前已知最強的生理性神經新生促進因子之一。即使在晚年才開始運動，也能增強神經新生，有助於維持認知功能。
• 結構與功能連結（structural and functional connectivity）：規律耐力運動和較高的 CRF 能改善大腦不同區域之間的溝通效率，增強認知和運動功能。

5. 保護粒線體與鈣離子平衡

神經元高度依賴粒線體（mitochondria）產生能量。老化時粒線體功能失調，加上細胞內鈣離子（calcium）調節能力下降，可能導致神經元過度興奮、受損甚至死亡。運動能增加腦源性神經營養因子（BDNF）的表現，減少具神經毒性的鈣離子流入，並增強粒線體調節鈣離子的能力。

6. 改善清除廢物的能力

大腦需要不斷清除受損的蛋白質和胞器來維持健康。這依賴自噬作用（autophagy）和蛋白酶體系統（proteasomal system）。老化會損害這些清潔機制，導致有毒物質堆積。耐力運動已被證實能促進老年人的自噬作用，幫助大腦「打掃」。

運動產生的「靈藥分子」——外泌因子

你可能會好奇：運動明明是四肢在動，大腦怎麼會受益？答案在於——外泌因子（exerkines）。

外泌因子是運動時身體各組織（肌肉、肝臟、脂肪組織、血小板等）釋放到血液中的訊號分子。它們可以穿過血腦屏障，或透過間接途徑影響大腦，促進神經新生、突觸可塑性、血管新生，最終改善學習和記憶。以下是幾個特別重要的外泌因子：

BDNF——大腦的「肥料」

腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）是研究最多的神經營養素，對突觸可塑性和神經發育至關重要。BDNF 隨老化下降，與突觸流失、海馬迴萎縮和認知衰退有關。運動能增加 BDNF 濃度，但因為 BDNF 分子較大，較難直接穿過血腦屏障，因此其對大腦的周邊效應多為間接的。

值得注意的是，約 20–30% 的白人攜帶 BDNF Val66Met 基因多型性，這會降低活動依賴性的 BDNF 分泌，削弱運動誘導的海馬迴體積增加效果。

鳶尾素——運動的使者

鳶尾素（irisin）由肌肉產生，是 FNDC5 蛋白的裂解產物。運動能增加血漿中的鳶尾素濃度，而鳶尾素可以穿過血腦屏障，直接促進突觸可塑性、認知功能和神經新生。有趣的是，女性在急性運動後的鳶尾素增加幅度大於男性。

白介素-6——雙面刃的發炎調節者

白介素-6（interleukin-6, IL-6）由骨骼肌在運動時釋放，具有雙重角色：在感染和受傷時促發炎，但在運動後卻發揮抗發炎作用。運動誘導的 IL-6 能促進脂肪分解、維持血糖恆定，是運動代謝適應中不可或缺的角色。藥物阻斷 IL-6 信號傳導後，運動訓練減少內臟脂肪的效果就會消失。

血小板因子 4——新發現的大腦盟友

近年研究發現，血小板因子 4（platelet factor 4, PF4）是血小板在運動時釋放的重要因子。動物實驗顯示，PF4 能促進海馬迴的神經新生——即使在老年小鼠中也有效——而移除血小板則會消除運動誘導的神經新生效果。系統性注射 PF4 甚至能模擬運動對老年小鼠認知功能的改善效果。

其他重要外泌因子

• VEGF（血管內皮生長因子）：促進血管新生，也是運動誘導海馬迴神經新生的重要介質。
• 乳酸（lactate）：高強度運動時由肌肉產生，能透過單羧酸轉運蛋白（monocarboxylate transporters）穿過血腦屏障，增強海馬迴的粒線體功能。
• Klotho（抗老化蛋白）：過度表現可延長壽命、改善認知。急性高強度運動能提升循環中的 Klotho 濃度。
• 脂聯素（adiponectin）：由脂肪組織產生，能穿過血腦屏障調節海馬迴神經新生和情緒。

腸道和口腔微生物的角色

運動的好處不僅僅透過外泌因子。腸道微生物群（gut microbiota）——消化道中的微生物社群——產生大量影響大腦健康的代謝物。老化會破壞腸道微生物的平衡（稱為菌叢失調，dysbiosis），導致細菌毒素進入血液，促進全身發炎。

規律中等強度的運動能增加腸道微生物的多樣性和穩定性。CRF 水平與腸道微生物的組成和多樣性有很強的相關性——最大攝氧量的差異可解釋約 20% 的微生物分類多樣性變異。

此外，口腔微生物群（oral microbiota）也可能影響大腦健康。口腔菌叢失調與牙周病風險增加有關，而牙周致病菌可直接進入血液或觸發促發炎反應，影響中樞神經系統。一項為期 16 週的研究發現，高強度間歇訓練和中等強度持續訓練都能改善老年人的口腔微生物健康。

表觀遺傳學：運動改寫基因表現

老化伴隨著顯著的表觀遺傳變化（epigenetic changes），包括 DNA 甲基化（DNA methylation）模式的改變和微小 RNA（microRNA）水平的變動。

運動能以基因特異性的方式修飾 DNA 甲基化。一項統合分析發現，女性在運動後的表觀遺傳變化大於男性。此外，運動會暫時改變海馬迴中超過 20 種 microRNA 的表現——其中一些已知能促進神經新生。更令人振奮的是，有研究顯示運動誘導的表觀遺傳益處甚至可能跨代遺傳。

實際建議：多少運動才夠？

世界衛生組織（WHO）目前建議成人每週至少進行 150 分鐘中等強度有氧活動或 75 分鐘高強度有氧活動。然而，全球 70–90% 的人達不到這個標準。

本篇回顧的作者根據多項大型研究提出了一個更務實的建議：每週累計約 30 分鐘的高強度體力活動（約 85% 最大心率——能短暫交談但無法唱歌的程度），即可帶來顯著的健康效益：

• 全因死亡風險降低約 40%
• 失智風險降低約 30–40%

這個效果明顯優於每週花更多時間進行低至中等強度運動的人。而且這種高強度運動已被證實即使在老年人——包括已有心血管疾病的患者——中也是安全且可行的。

作者強調：「每週 30 分鐘的高強度活動」可能是比目前全球體力活動建議更容易達成的目標，也應該被立即納入健康腦老化的公共政策建議中。

「動起來，你的大腦會感謝你。」不需要跑馬拉松，不需要昂貴的器材。每週累計 30 分鐘讓自己喘一喘、心跳加速的活動，就是你能送給大腦最好的禮物。任何年齡開始都不嫌晚——但越早開始，累積的好處越多。

參考文獻

Tari, A. R., Walker, T. L., Huuha, A. M., Sando, S. B., & Wisloff, U. (2025). Neuroprotective mechanisms of exercise and the importance of fitness for healthy brain ageing. The Lancet, 405(10484), 1093-1118.