眾所周知，運動能提升認知功能和表現，包括反應時間。然而，這種與運動相關的改善所蘊含的確切生理機制至今仍不明確。現在，英國朴茨茅斯大學研究人員領導的一項研究為我們提供了答案：多巴胺。

他們發現，運動能釋放多巴胺，從而相應地減少反應時間，並表示運動可以有效治療憂鬱症、過動症和帕金森氏症等疾病，而多巴胺在這些疾病中起著關鍵作用。

這項研究的共同作者之一喬-科斯特洛（Joe Costello）說：”透過使用新型腦部造影技術，我們能夠研究多巴胺在運動過程中對大腦功能的促進作用，研究結果確實很有希望。我們目前的研究表明，這種荷爾蒙是改善反應時間的重要神經調節劑。”

多巴胺是一種神經傳導物質，通常被稱為”感覺良好”的荷爾蒙，因為它在愉悅、滿足和激勵方面發揮作用。它的失調與帕金森氏症、憂鬱症、精神分裂症、成癮和過動症等疾病有關。研究人員使用正子斷層掃描（PET）技術測量了大腦中多巴胺的釋放情況，該技術使用一種稱為示蹤劑的放射性藥物來追蹤體內細胞的新陳代謝和生化活動。

研究人員進行了三項實驗。第一項實驗旨在評估自願性運動對反應時間的影響。16名平均年齡為22歲的健康男性完成了一項測量反應時間的認知任務，並在接受PET掃描時在測力計上騎自行車或休息。第二個實驗測試了非自主運動是否會影響反應時間。18 名平均年齡為23 歲的健康男性在接受或不接受肌肉電刺激（EMS）的情況下完成了認知任務。在第三項實驗中，22 名平均年齡為23 歲的健康男性在完成認知任務的同時，也進行了EMS（非自願）和運動（自願）的結合，運動的形式是使用自行車測力計進行適度或無負荷的手臂曲柄運動。

在三項實驗中，研究人員測試了多巴胺如何影響急性運動時的認知能力

研究人員觀察到，在進行自主運動時，反應時間會縮短，但靜止組的反應時間沒有改變。正子電腦斷層掃描顯示，劇烈運動會釋放多巴胺，而釋放的程度在左右尾狀核和正倉脈之間並無差異，這兩個部位都是大腦中多巴胺通路豐富的區域。當運動是非自願的–僅有緊急醫療服務–時，反應時間不受影響。當EMS與適度的手臂運動相結合時，反應時間會縮短，但當EMS與無負荷運動相結合時，反應時間不會縮短。

“我們希望在部分研究中取消肌肉的自主運動，以觀察急性運動改善認知能力的過程是否存在於製式運動中，”第一作者兼共同通訊作者Soichi Ando 說。「但我們的研究結果表明，運動必須來自大腦的中樞訊號，而不僅僅是肌肉本身。這表明，當我們在運動時告訴我們的中樞指令讓我們移動身體時，這就是幫助大腦釋放多巴胺的過程。”

研究人員先前曾研究過氧氣水平、認知能力和運動之間的關係，以驗證”運動時呼吸的氧氣越多，大腦就越’清醒'”的假設。他們發現，在氧氣含量低（缺氧）的環境內外騎自行車時，反應時間沒有改變。科斯特洛說：「這些最新發現支持了我們先前的理論，即運動時的認知能力會受到大腦調節激素（包括多巴胺）變化的影響。還有其他一些心理生理因素，包括腦血流量、喚醒和動機，也可能起到一定的作用。”

要全面了解多巴胺與運動後認知能力的連結機制，還需要進一步的研究。

研究人員也指出了目前研究的一些局限性，包括樣本量較小，而且所有參與者都是年輕男性。未來的研究應該規模更大，納入更多人群，包括女性和老年人，時間更長。

儘管如此，他們表示，研究結果表明，對於多巴胺起著關鍵作用的疾病，如帕金森氏症、精神分裂症、過動症、成癮和憂鬱症，處方運動是一種可行的療法。

這項研究發表在《生理學期刊》。