引言不一样的体育课
这根本不是体育课。不会被躲避球打到，不会因没有冲淋浴而不及格，不会整日担心成为最后一名。这是一群特立独行的体育教师进行的一系列教育实验，不但让内珀维尔市的1.9万名学生成为全美国最健康的学生，而且还让他们中的一些人成为最聪明的学生。
在芝加哥西面一片略高的空地上矗立着一座砖块结构的楼房，那就是内珀维尔中央高中（NapervilleCentralHighSchool）。这幢楼房的地下室有一个低矮无窗的房间，里面摆满了跑步机和健身自行车。这间陈旧的自助餐厅的容量和注册学生的人数一比，显得相形见绌，如今它却已-成为学校的“心肺锻炼室”。眼下是早晨7点10分，对一小群健身器材上锻炼却却睡眼惺忪的新生而言，正是上体育课的时间。
身材匀称的尼尔·邓肯是一位年轻的体育教师。他正在布置早晨的任务：“好啦，大家热身后，我们就上跑道跑1600公里。”他边说边拿出一个小黑背包，里面装满胸带和电子手表——这是一种心率监测仪，它是运动爱好者用来测试体能的工具。“每次开始绕圈跑的时候，按下红色按钮，仪器将会为你做分析。它会告诉你：第一圈、第二圈和第三圈分别跑了多少。如果跑得好，那么你很快就会跑完第四圈，也就是最后一圈，到那时……”邓肯停了一下，环视了一眼那群还没睡醒的学生，接着说，“按下蓝色按钮，看见了吗？手表就会停止计时。你的目标就是设法用最快的速度跑完1600公里。最后，同样重要的是，你的平均心率应该在185次以上。”
这群高中新生排成一列从邓肯先生面前走过，慢慢地挪上楼，穿过几道厚重的金属大门。在这个凉爽的十月清晨，天空飘着几朵白云，学生们排着松散的队伍来到跑道上。一场变革的最佳条件已经具备了！
“零点体育课”
这并不是老式的标准体育课，而是零点体育课（ZeroHoursPE），它是由一群特立独行的体育教师进行的一系列教育实验中最大的一个项目。这群体育教师不但让内珀维尔203学区（schooldistrict）的1.9万名学生成了全美国最健康的学生，而且还让他们成了最聪明的学生。零点体育课的目的是确定，上文化课之前进行大量的体育锻炼是否能提高学生的阅读能力以及其他学科的学习能力。
最新的研究也许支持这种观点。研究表明，身体的活动能引发生物学上的变化，而这些变化又可以促进大脑细胞彼此间的连接。如果大脑要学习，那么就必须建立这些连接；而且这些连接还反映了大脑应对各种困难的基本能力。越来越多的神经-学家发现了这个过程，因此对这个过程的了解也就越来越清楚：运动给身体提供了某种独一无二的刺激，而这种刺激为大脑创建了一种环境，这种环境使大脑能够做好准备、愿意并且有能力去学习。有氧运动可产生明显的调节作用：调整可能已-经-失衡的系统，同时优化那些还未失衡的系统——对任何想要发挥出自己全部潜能的人而言，这是一个不可或缺的工具。
当学生们跑步时，满脸雀斑、戴副眼镜的邓肯也来到跑道上监督他们。
“我的手表没有读数了。”一个男孩经过邓肯身边时放慢速度说道。
“红色按钮，”邓肯大声叫道，“按红色按钮！结束的时候，按蓝色按钮。”
米歇尔和和克莉丝这两个女孩经过邓肯身旁，拖沓着脚步肩并肩地继续向前。
一个男孩跑完全程时，跑鞋鞋带已经松开。他交还了计时表，表上的读数是8分30秒。随后过来的是一个穿着宽松短裤的魁梧男孩。
“来吧，道格，”邓肯说，“说说你的读数是多少？”
“9分钟。”
“整9分钟吗？”
“是的。”
“太棒了。”
当米歇尔和克莉丝终于漫步完全程后，邓肯寻问她们所用的时间，米歇尔的计时表还在走。显然，她没有按蓝色按钮，不过克莉丝按了，而且她们两个人所用的时间是相同的。克莉丝朝邓肯举起手腕：“10分12秒。”
邓肯边说边把这个时间记录在他的夹纸板上。他并没有说：“看起来你们两个人真像是在信步！”
事实是，她们并没有悠闲地散步。要是邓肯从米歇尔的监测仪上下载数据后，他就会发现，米歇尔在10分12秒的时间里的平均心跳为191次，即使是对训练有素的运动员来说，这都是一个严峻的考验。那天，米歇尔得到了一个A。
参加零点体育课的学生都是新生中的积极志愿者。按学校规定，为了帮助新生的阅读理解能力达到标准，新生要上一门读写能力课。而零点体育课上学生们的运动强度要高于本校其他上体育课的学生。按要求，这些学生的心率要保持在其最大心率的80%到90%之间。邓肯说：“实际上我们所做的，是尝试通过严格的体育锻炼来让学生做好学习的准备。实质上就是增强他们的意识状态后，再把他们送入课堂。”
成为邓肯先生的实验对象，学生们的感受如何呢？“我觉得挺好！”米歇尔说：“除了要早起床、满身大汗和狼狈不雅之外，我觉得一整天都更清醒了。我的意思是，去年我从早到晚都迷迷糊糊的。”
除了改善情绪之外，事实还将证明，米歇尔的阅读能力也有了提高，而零点体育课的其他同学们也是如此：到上半学期结束时，他们的阅读和理解能力提高17%；与之相比，喜欢睡觉以及参加标准体育课的学生们，他们的阅读和理解能力提高了10.7%。
对于此事，学校管理层受到了极大的震撼，于是他们把零点体育课更名为“学习准备型体育课”（ReadinessPE），并作为全校新生每天的第一节课，并还在继续，所有上读写能力课的学生被分成两个班：一个班的读写能力课安排在第二节课上，那时学生们还能感受到运动带来的效果；而另一个班则被安排在第八节课上。正如人们所料，第二节一读写能力课的学生学习效果最佳。这项实验不仅适用于那些需要提高阅读分数的新生们，还向老师提出建议，将所有学生把最难的学科安排在体育课之后，以便最大程度地发挥体育锻炼的有效影响。这是真正具有变革性的观念，我们从中可以学到很多东西。
01学习——越动越多的脑细胞
体育课为大脑提供学习所需的最佳工具，而课堂上的学习刺激又促使那些新生的神经细胞连接到神经网络中。
无论在泰特斯维尔还是内珀维尔，学生们在体育课上跑1600公里，实际上是在为学习其他课程做更充分的准备：运动提高了理解力；增强了注意力和兴致；减少了几分紧张不安；让人更富有激情和活力。这对置身在人生课堂里的成年人也同样适用。我们之所以有机会吸收信息，正是这个突破性的新科学在其中发挥了作用。运动除了让我们的大脑做好准备，还提高了大脑记录和处理新信息的潜能。
达尔文告诉我们，学习是我们适应瞬息万变的环境的生存手段。而在大脑的微环境中，这意味着在大脑细胞之间会建立新连接以传递信息。当我们学习某个知识时，无论是英语单词还是萨尔萨舞步，细胞会以多样化的形态来编码信息，让记忆自然而然成为大脑的一部分。尽管这种观点作为一种理论已-经-存在一个多世纪，但直到近代才在实验室中得到验证。现在我们知道大脑很灵活，用神经-学家的术语则称为称具有可塑性（Plastic）。它更像是培乐多（PlayDoh）彩色橡皮泥而不是瓷器。大脑是一种有适应能力的器官，就像可以通过举杠铃来锻炼肌肉一样，输入大量信息也可以塑造我们的大脑。越是频繁使用大脑，它的适应力就越强。
要理解大脑如何工作以及运动如何通过提高大脑功能来优化大脑，可塑性的概念必不可少。
我们所做、所想及所感知的每件事，都是通过大脑细胞或神经-元的相互连接来控制的。被大多数人视为心理状态的东西，实际上源于这些相互连接的生物学基石。同理，我们的思想、行为和环境也反作用于我们的神经-细胞，影响着这些细胞的连接方式。它绝非像科学家曾经-想象的是一个固定连接系统，大脑会不断形成新的神经-线路。我在这里要告诉你的是，如何成为自己大脑的电工。
运动平衡大脑
所有一切都与交流有关。大脑由1000亿个类型各异的神经-元组成，而神经元间通过数百种不同类型的化学物质传递信息，以此控制我们的思想和行为。每个神经-元从其他10万个神经-元那里接收信息输入后，才会传递出自身的信号。神经-元分支间的连接点是突触（synapse），好比是轮胎接触到公路的地面。突触并不是真正地触碰在一起，这里的概念会让人有点混淆。因为当神经-学家描述突触“连接在一起”时，指的是建立一种联系。神经-元的工作机制是：一种电信号沿着一个神经-元向外伸展的分支——轴突（axon），一直传导到达突触。在那里，一种神经-递质携带化学信号穿过突触间隙。另一端，在下一个神经-元的树突（dendrite）或接收分支上，神经-递质与那里的特异性受体相结合，就像一把钥匙插进一把锁，由此打开了这个神经-元细胞膜上的通道，并将这种信号转化为电流。如果这个神经-元接收的电流负荷累计超过一定的阈值，那么它会发射出一束神经冲动信号，并沿着自己的轴突传导出去，重复上述整个过程。
大脑中约80%的信号是由两种神经-递质传送出去的，两者相互平衡彼此间的效应：谷氨酸盐（glutamate）刺激神经-冲动，开始一连串的信号传导；γ-氨基丁酸（GABA）则抑制冲动。当谷氨酸盐在两个之前没有建立过联系的神经-元之间传递信号时，这个过程叫激活启动泵（primesthepump）。当神经-学家谈到绑定机制（binding）时，意思就是神经-元间的联系越是活跃，相互间的吸引力就变得越强烈。正如常说的那样神经-元同步触发，同步连接〇1。这使谷氨酸盐成为学习过程中一个至关重要的因素。
多巴胺被视为是影响学习能力、奖励系统（满足感）、注意力和运动的神经-递质，有时候它在大脑的不同部位会起到截然相反的作用。哌甲酯（Methylphenidate）（又叫利他林[Ritalin]）通过增加有镇静作用的多巴胺，来减轻注意力缺陷多动障碍（ADHD）。
我们使用的大多数改善精神状态的药物通常以这三种神经-递质中的一个或多个为目标。但我想充分表明，仅仅增加或降低神经-递质的水平并不能直接得出一对一的结果，因为大脑系统非常复杂。在不同的大脑中，即使影响的只是一个神经-递质，也会产生不同效果的连锁反应。
我告诉大家，长跑1600公里与服用极小剂量的百忧解和极小剂量的利他林一样，因为与这些药物一样，运动提高了神经-递质的水平。这个比喻言简意赅，通俗易懂；而更深层的解释是，运动使大脑中的神经-递质和其他化学物质之间达到平衡。你将会发现，保持大脑功能的平衡可以改变你的生活。
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