皆さん、以前と比べて「記憶力が低くなった」「集中できなくなった」とか感じることありませんか？実は、その原因は脳で分泌されているある物質の濃度が低くなっているからかもしれません。

こんにちは。広報のMASUDAです。
今回は、”脳”の観点から運動することの良さを紹介していきたいと思います。
この記事を書こうと思ったのは、ここ最近、運動を勧める機会が多いのですが、「運動すると気持ち良いですよ」というありきたり且つ表面的なことしか言えず、「実際に何がいいのか…」を知ろうと思ったことがきっかけです。 僕自身、以前から運動は好きですが、今回の記事内容について調べているうちに、いつの間にかすごく運動がしたいという気分になっていました。
なので、ぜひ皆さんにも今回の記事を読んでいただいて、運動したい！と思ってもらえれば嬉しいです。

目次
1. ネーパーヴィルの奇跡
2. 脳の神経細胞:ニューロン
3. 運動がなぜいいのか
4.他にもいいことがたくさん
5.どんな運動がいいのか
6. 動くことは人間の本能
7. 運動仲間を見つける

ネーパーヴィルの奇跡

突然ですが、「ネーパーヴィルの奇跡」をご存知でしょうか。米国イリノイ州のネーパーヴィル203学区の19,000人の学生を対象に行った実験なのですが、この実験により、IMSS（国際数学・理科教育動向調査）という国際比較教育調査で、ネーパーヴィルの学生が理科で世界第1位、数学で第6位の成績を収めるという結果を残したのです。当時、アメリカの学生はシンガポールや日本などのアジア圏の学生に大きく差をつけられていて、アメリカ全生徒の平均が理科が18位、数学が19位だったので、実験結果のすごさがわかりますね。

では、具体的に何をしたのでしょうか。
実は、毎日、学校の授業の始まりとなる1時間目の前に０時間目をつくり、ランニングなどの運動をする時間を設けただけなのです。生徒たちは最大心拍数の80~90%の間で運動するように指示されており、厳しい運動を通して、学習する準備を整えていたのです。

脳の神経細胞:ニューロン

人間の脳は約1000億個の神経細胞(ニューロン)が凝縮された巨大なネットワークで構成されています。視覚や聴覚などからの情報は、ニューロンからニューロンにインパルス(電気信号)が流れることで伝達されていきます。ニューロン間での電気信号の送信の80%は、ガンマアミノ酸とグルタミン酸(セロトニン、ノルアドレナリン、ドーパミン等)の2種類の神経伝達物質が担っていて、運動することでこれらの神経伝達物質の分泌量を増やすことができます。グルタミン酸はニューロンの活動を活発にし、信号の連鎖反応を始動させ、ガンマアミノ酸がその活動を抑えバランスを取ります。それまでに結合(ニューロン同士が繋がること)したことないニューロン間に信号を送ると結合が促され、相互に信号の送受信が繰り返されることで、ニューロン感の結合が強くなります。信号の往来が頻繁になり結合することにより、記憶となって物理的に脳の一部になります。

「ある程度までいくと脳の可塑性はなくなる」という話を聞いたことがある人もいるのではないでしょうか。実は成体の脳にはニューロンを作る神経幹細胞がないことから，ニューロンは新生されないと考えられていました。しかし、1998年に記憶形成などを司る”海馬”でニューロンが新生されていることが発見され、脳の可塑性があることがわかりました。簡単にいうと、”今からでも脳をつくることができる可能性がある”ということです！

運動がなぜいいのか

さて、長くなりましたが、ここからが本題です。
運動すると何がいいのか、一言で言うと、「”BDNF(脳由来神経栄養因子)”という物質がたくさん分泌される」ためです。「BDNF?何それ？」って思った方が大半なのではないでしょうか。僕自身もそうでした。笑

BDNFとはニューロンの発生や成長、維持や再生を促してくれるタンパク質の一種です。神経伝達物質が信号を伝えるメッセンジャーなのに対して、BDNFはいわば脳の肥料みたいなものです(脳のインフラを構築しているとも言われます)。つまり、BDNFが多く分泌されていると脳の発達が盛んになり、思考力や記憶力が上がり、アイデアも出てくる、そんな夢のような物質です。特に、記憶や認知機能に果たす役割が大きく、加齢などによりBDNFの濃度が低くなると物忘れや神経細胞が死んで脳の劣化に繋がるということが報告されています。

このBDNFは海馬に多く存在しています。上記にも書いているように、海馬ではニューロンが新生されているのですが、その新生を働きかけているのがBDNFです。 また、それだけでなく、ニューロンの機能を向上させ、成長を促し、強化してくれるので、ニューロンにとって非常に重要な物質なのです。
2007年の実験では、運動前より運動後(BDNF分泌後)のほうが20%早く単語を覚えられるようになっており、学習効率とBDNF値の相関関係も明らかにされています。これだけを聞いただけでも「運動ってこんなに脳にいいんだ！」と思いますよね。

さらに、運動するとストレスホルモンである”コルチゾール”の分泌を抑えることもできるんです。このコルチゾールはニューロンの大きな味方であるBDNFの働きを邪魔してしまう物質でもあります。コルチゾールが増えるとBDNFの働きが悪くなるため、記憶力の低下などに繋がってしまいます。なので、運動することでコルチゾールの分泌を抑え、BDNFを増やすことで、脳の機能を高い状態に保つことができるのです。だから、ストレスが溜まっている時に運動したら頭がスッキリする感じがするんですね。

他にもいいことがたくさん

運動した後に勉強や仕事をすると、いつもより集中することができた経験はないですか？
運動することによって、脳の毛細血管の量が増えることがわかっています。また、血流も良くなるので、脳に必要な栄養をしっかり届けることができるようになるのです。集中力が高まるのはドーパミンが分泌されることも大きな要因です。ドーパミンが分泌されると、やる気がみなぎったり、頭が冴えたり、記憶力がUPします。気分、不安、自尊心にとって重要な神経伝達物質であるセロトニン(幸せホルモンとも呼ばれる)も分泌されるので、運動することによってストレスを軽減できたり、うつを防いだりもできるのです。

また、運動をすることで、実際に脳が大きくなることが実験の結果で明らかになっています。慢性的なストレスを抱えたラットを運動させると縮んでいた海馬が元の大きさに戻ったというのです。海馬は毎年1%ずつ小さくなっていると言われているので、運動することで縮んだ分を取り戻せると思うとなんだかワクワクしますね。

朝活(皇居ラン)参加者の大橋さんの声
僕は元々陸上部だったので、走ることは好きでした。確かに部活動で走っていた時と比べると、集中力や記憶力の低下を感じていました。しかし、朝活で皆と走るようになってから、勉強にとても集中できて、効率的に勉強できるようになった気がします。走ると頭もスッキリするので、朝活はおすすめです！

どんな運動がいいのか

運動が脳の機能を高めることがわかりましたが、どんな運動をすればいいのでしょうか。
運動を心拍数で分けて
①最大心拍数の55~65%(ウォーキング)
②65~75%(ジョギング)
③75~90 (ランニング)
の3つで考えます。ベストなのはこの３つを組み合わせた30~45分ほどの運動だと言われています(無酸素運動より有酸素運動の方が効果が高いと言われています)。そして、ウォーキングやジョギングなどの単純な運動ではなく、武術やダンスのようにスキルがいる少し複雑な運動の方が効果が高いとされています。
とはいえ、いきなりランニングや武術するのはしんどいという方は、ウォーキングからでも十分に効果があります。とにかく何かしらの運動すればしないよりいいってことですね！

動くことは人間の本能

そもそもなぜ、運動することでこんなにも良い影響が出てくるのでしょうか。
それは、遺伝子が何10万年以上も前からあまり変化していないからです。ホモ族が登場したのが200万年前で、１万年前に農耕が始まりました(産業革命は250年前)。その間は、狩猟採集の時代だったので生きる為に動きながら食べ物を探していました。動いてご馳走を食べるか、飢えるかの２択だったんですね。なので、遺伝子には未だにしっかりと狩猟採集時代の行動様式が組み込まれているのです。だからこそ、身体と脳をベストな状態に保ちたいのであれば、この遺伝子に逆らうことなく、運動するべきということですね。

ちなみに、人間は歩・走行動作と独立に呼吸ができ、汗腺を発達させ、毛皮を持っていないので、他の動物と比べて昼間の持久力が優れています。なので、足の速い動物でも疲れさせて、狩ることができたのです。このことが、有酸素運動の方がより運動の効果が高い理由と言われています(動物に無酸素運動をさせるのが難しくそもそも実験のデータ数が少ないという点もありますが)。

運動仲間を見つける

運動は一人ではなく、2人以上でやったほうが続くと立証されています。また、脳への神経学的メリットは人と運動することでより大きなものになっていくので、一緒に運動をする仲間を見つけて運動してみましょう。

もし、近くに一緒に運動できる日がいなければ、朝活に顔を出して見るのもいいかもしれませんね！毎週土曜日の朝に皇居周りを走っているので、だれかと運動したいと思う方はぜひ参加してみてください！

参考文献
ジョン.J.レイティ, エリック・ヘイガーマン『脳を鍛えるには運動しかない!: 最新科学でわかった脳細胞の増やし方』日本放送出版協会, 2009年

今回の記事で「朝活に興味が出た！」「参加したい」「運動したい！」と少しでも思ってくださった方は下記のアンケートにご協力ください！

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