大脑食物

食物不仅为身体提供能量,也为大脑提供能量。关注我们吃什么以及何时吃,可以最大限度地提升我们的智力。

我们中的许多人偶尔会发现自己被精神迷雾笼罩。我们在听讲座时走神,错过了关键点。我们无法集中精力撰写文章或准备演示文稿。我们在餐厅计算服务员的小费时反应迟钝——然后在向朋友介绍同事时突然想不起她的名字。

精神上的失误和迟缓是生活的一部分,但我们可以通过注意饮食来预防其中一些情况。研究表明,我们的饮食不仅影响我们的整体健康和情绪健康[参见第64页迈克尔·马赫特的《滋养心灵》],还影响我们的思考能力。食物中的营养物质——或缺乏营养物质——会影响记忆力、学习能力、注意力集中度和决策能力。

例如,当血糖稳定时,大脑运作最佳。研究人员表示,食用复合碳水化合物而不是单糖,有助于稳定血糖,防止精神不集中。此外,摄入足够的铁对于保持精神敏锐非常重要,因为这种金属会将重要的氧气输送到大脑。研究表明,富含蛋白质的食物似乎可以提高注意力,而鱼类中发现的某些脂肪酸则能增强大脑功能。


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我们何时进食也很重要。研究证实,正如古老的谚语所建议的那样,早餐对于早上的精神功能至关重要。白天吃零食也有助于保持血糖水平稳定。

总的来说,对身体有益的食物也对大脑有益。尽管关于食物对精神功能的影响还有很多有待发现,但迄今为止的研究结果强烈表明,良好的营养可以帮助我们更充分地发挥我们的智力潜力。

思想的燃料
大脑在子宫内成形,并在婴儿期及以后继续成熟。它的生长和发育取决于充足的能量以及各种特定的营养物质,例如来自母亲饮食的某些脂肪和蛋白质。这些分子对于构建神经细胞的脂肪膜和包裹神经纤维的绝缘层(称为髓磷脂)尤其重要。对发展中国家营养不良儿童的研究表明,这种营养不良会降低智商。

规律的食物摄入也确保了成人大脑中1000亿个神经细胞始终保持活跃。尽管大脑仅占我们体重的2%,但它却消耗了身体20%的代谢燃料。与肌肉不同,大脑无法储存碳水化合物,因此它需要持续的葡萄糖供应。当血糖下降时,例如由于缺乏食物,我们的机能就会衰退,我们会失去注意力集中的能力。

如果您禁食几天,认知危机就会恶化,因为大脑必须通过代谢称为酮体的化合物来获取所需的能量,酮体来源于身体脂肪的分解。这种代谢过程需要合成专门的酶,这是一个耗时的活动,可能导致注意力进一步分散。

过高的血糖水平也会抑制精神功能。在2005年报告的一项研究中,弗吉尼亚大学健康系统的心理学家丹尼尔·J·考克斯及其同事发现,在他们监测的230名糖尿病患者中,当他们的血糖水平超过一定阈值时,约有一半的人在执行基本的语言和数学任务时速度更慢,准确率更低。科学家们推测,高血糖可能会导致认知困难,例如,通过改变血脑屏障处血管的结构,或通过引发大脑中化学信使产生的变化。

此类研究表明,适度稳定的血糖水平是增强智力功能的最佳方法。大多数人可以通过有选择地摄入碳水化合物来防止血糖的剧烈波动。

单糖,如蔗糖(食糖)和乳糖(牛奶中的糖),会强力且迅速地升高血糖水平。甜食可以为身体提供快速能量——当血糖骤降时(例如剧烈的体力消耗)这是一种有用的提神剂——但效果不会持久。胰腺会对血糖的快速升高做出反应,分泌激素胰岛素,胰岛素会加速身体组织对葡萄糖的吸收——血糖水平再次骤降。另一方面,富含淀粉和纤维的食物,如全麦面包、豆类和蔬菜,被认为对大脑功能更有益,因为它们可以缓慢而适度地升高血糖水平。不可消化的纤维也会减缓吸收。

最近的数据支持了淀粉类和纤维类食物有助于提高精神耐力的观点。由英国诺森比亚大学的认知心理学家基思·A·韦斯内斯领导的一个研究小组在两个早晨分别给64名儿童(6至11岁)食用了含糖早餐谷物(迅速将血糖升高到高水平)或含淀粉较多的谷物(逐渐升高血糖浓度)。研究人员在此后每隔一小时进行注意力和记忆力测试,发现尽管所有孩子的测试分数都随着上午的推移而下降,但在早餐食用复合碳水化合物的儿童中,下降幅度明显较小。

铁元素的影响
为了代谢葡萄糖,我们的大脑细胞需要氧气,氧气由血红蛋白输送到大脑,血红蛋白是红细胞中富含铁的大型蛋白质。因此,摄入足够的铁对于精神功能非常重要。在儿童时期,缺铁会损害大脑发育,并导致言语、阅读和数学技能方面可衡量的缺陷。例如,在2005年对文献的回顾中,加州大学圣地亚哥分校的儿科医生霍华德·塔拉斯发现,严重缺铁的儿童在学业上处于劣势,而补充铁剂可以减少这种智力缺陷。

在成年人中,育龄妇女需要摄入最多的铁;美国建议的此类女性每日铁元素摄入量为18毫克,而男性和绝经后妇女仅为8毫克。在三月份对育龄妇女进行的一项研究中,营养科学家劳拉·E·默里-科尔布(现任职于约翰·霍普金斯大学)和宾夕法尼亚州立大学的约翰·L·比尔德发现,血液中铁的浓度也会影响成年人的精神功能。

在研究开始时,149名受试者中只有42名血液中铁含量充足,这些女性在认知练习中的表现优于且速度快于缺铁的女性。此外,研究人员发现,为期16周的铁剂补充缩小了接受铁剂补充的贫血女性的智力差距,使其认知表现提高了五到七倍。

红肉,如牛肉或羊肉,含有最容易吸收的铁,即所谓的二价铁。植物种子油、酵母以及一些草药和豆类含有三价铁,人体难以利用。然而,富含维生素C的食物——如橙子和大蒜——可以帮助铁的吸收,因此素食者可以通过将此类食物与含铁植物性食物一起食用来改善他们的铁状况。

其他维生素、矿物质和微量元素对大脑功能也很重要[参见下页表格]。钾、钠和钙用于神经细胞信号传递和大脑中的代谢反应。特别是维生素B1,能够促进葡萄糖代谢。即使是轻微的维生素和矿物质缺乏——例如,快餐饮食可能导致——也可能导致疲劳、健忘和注意力不集中等问题。

然而,维生素和矿物质的过量服用不太可能让您变成爱因斯坦。巴黎迪厄医院的营养研究员弗朗西·贝利斯勒在2004年对文献的回顾中指出,纠正儿童的维生素缺乏症可能会提高其智商,但尚不清楚补充剂是否可以提高营养摄入充足的人的智力。

蛋白质的力量?
成人大脑也依赖氨基酸,氨基酸是蛋白质的组成部分,用于产生酶、转运分子、结构材料和神经递质(大脑的化学信使)以及其他必需分子。例如,氨基酸酪氨酸和苯丙氨酸是产生激素肾上腺素和神经递质多巴胺所必需的,两者都有助于保持警觉。这些氨基酸的增加可能部分解释了为什么以低脂乳制品、鱼类、瘦肉和豆类等为特色的小份高蛋白膳食可能使人们更加警觉和专注,正如一些研究表明的那样。

蛋白质也可能通过稳定血糖水平来提高注意力。在2002年对15名健康男学生进行的一项研究中,这些学生食用了碳水化合物与蛋白质比例不同的膳食,苏黎世瑞士联邦理工学院的营养科学家卡琳娜·费舍尔及其同事发现,相对于富含碳水化合物的膳食,均衡和富含蛋白质的膳食导致更准确的短期记忆和注意力改善,从膳食摄入一小时后开始。蛋白质含量较高的膳食似乎引起较小的葡萄糖代谢变化,这意味着蛋白质可能部分有用,因为它们有助于稳定葡萄糖水平。

然而,高蛋白膳食对另一种氨基酸色氨酸的水平有悖论性的影响。色氨酸是神经递质血清素的前体,血清素不仅有助于稳定情绪[参见第64页迈克尔·马赫特的《滋养心灵》],还可能影响认知过程,特别是学习和记忆。由于大多数食物蛋白质中色氨酸的含量低于其他氨基酸,而其他氨基酸会与色氨酸竞争进入大脑的转运,因此高蛋白膳食实际上降低了大脑的色氨酸水平。

这种降低如何影响认知是有争议的。一些人体和大鼠研究表明,色氨酸耗竭会导致长期记忆和信息处理方面的缺陷,而另一些数据表明,耗竭身体中的色氨酸具有有益作用:它可以提高决策能力。

另一方面,在某些情况下,提高大脑中的色氨酸水平可能对认知有益。碳水化合物的摄入会将色氨酸推入大脑。尽管碳水化合物不含色氨酸,但它们会触发胰岛素的释放,胰岛素会刺激肌肉吸收竞争性氨基酸。然后色氨酸在血液中变得相对丰富——并且更有可能进入大脑。荷兰马斯特里赫特大学的实验心理学家C·罗布·马库斯及其同事的工作表明,富含碳水化合物的饮食会增加可用的色氨酸量,从而提高认知表现——但仅限于易受压力影响的人。一些研究人员推测,在这种情况下,血清素的激增可能部分通过降低一个人对执行智力挑战性任务的焦虑感来提供心理优势。

聪明的海鲜
不饱和脂肪也是良好的大脑食物,特别是鲭鱼、金枪鱼、鲱鱼和鲑鱼等鱼类中发现的ω-3多不饱和脂肪酸。这些鱼油是神经细胞膜和髓磷脂的组成部分,它们有助于保持大脑中血管的健康。统计数据显示,每月吃一到三份鱼就能显著降低中风的风险。

最近的研究发现,食用鱼类也有益于胎儿大脑。美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所的营养科学家约瑟夫·希伯伦及其同事调查了11,875名孕妇的海鲜摄入量,并评估了她们的后代从6个月到8岁的行为和认知发展。他们发现,在怀孕期间每周吃鱼少于340克的母亲的孩子,比怀孕期间摄入更多鱼的母亲的孩子更有可能智商较低,沟通能力、精细运动技能和社交技能较差。这些发现表明,食用鱼类的营养益处可能超过接触微量污染物的风险。

人们可能从亚麻籽油、低芥酸菜籽油、大豆油和核桃油中获得类似的健康益处。这些油含有大量的α-亚麻酸,这是一种短链脂质,人体会将其转化为ω-3脂肪酸。但应避免使用这些植物油进行煎炸或炒制,因为高温会使它们变成反式脂肪酸,这可能对学习和整体健康产生不利影响。

只有当身体获得足够的水分时,来自ω-3脂肪酸(或任何其他食物)的营养物质才能以足够的量到达大脑。研究表明,即使是轻微的脱水也会减慢营养物质进入大脑的速度,从而导致短期记忆缺陷和推理困难等认知问题。

茶和咖啡等含咖啡因的饮料在限量饮用时还有另一个好处:咖啡因可以提高短期注意力和促进学习和记忆。咖啡的效果大约在20分钟内显现,持续两到三个小时。茶的效果较弱,但持续时间较长,因为它所含的咖啡因比咖啡少,而且咖啡因释放得更慢。然而,研究表明,喝太多咖啡因(四杯或更多杯咖啡)可能会降低您的注意力集中能力。

完美的时机
一个人何时进食也会影响认知表现。吃早餐对于认知功能尤为重要,但约有10%到30%的美国和欧洲儿童不吃早餐。佛罗里达大学的食品科学家盖尔·C·兰珀索德及其同事在2005年对早餐消费与学龄青少年学业成绩之间联系的22项研究进行分析后发现,吃早餐的人记忆力、考试成绩和出勤率都更高。塔拉斯领导的2005年第二项文献综述表明,学校早餐计划可以改善严重营养不良人群的认知功能和学业成绩。

餐间零食可以确保血糖水平稳定,从而预防或减少表现低谷。选择复合碳水化合物和蛋白质的组合——例如,水果和酸奶或全麦面包和低脂香肠或奶酪。在测验或重要会议前不久吃一份富含蛋白质的零食,如金枪鱼三明治,可能有助于防止注意力不集中。如果考试或会议将持续超过20分钟,请避免食用单糖,以防止在结束前血糖下降。

但是任何零食都会提高血糖,并且至少有一项研究表明,仅仅是咀嚼的行为就可以改善记忆力。诺森比亚大学的认知神经科学家露西·威尔金森及其同事在2002年报告说,与不咀嚼任何东西的受试者相比,咀嚼无糖口香糖的受试者更能记住单词,这可能是因为咀嚼改善了流向对记忆力重要的大脑区域的血液。

吃一份低热量、富含蛋白质的午餐,其中还包括大量的维生素和矿物质——比如鱼或鸡肉配沙拉。这顿午餐将保持注意力和记忆力,并最大限度地减少下午的能量低谷。晚餐时,清淡饮食,避免咖啡因。研究表明,米饭、面条或谷物类菜肴可以提高血液中色氨酸的水平,从而加速睡眠。或者 просто 放松一下,来一杯奶奶的秘方:蜂蜜溶于热牛奶。

(延伸阅读)

  • 孕期孕妇海鲜摄入量与儿童神经发育结果(ALSPAC研究):一项观察性队列研究。《柳叶刀》,第369卷,第9561期,第578–585页;2007年2月17日。作者:J. R. Hibbeln, J. M. Davis, C. Steer, P. Emmett, I. Rogers, C. Williams 和 J. Golding。

  • 铁剂治疗使年轻女性的认知功能恢复正常。《美国临床营养学杂志》,第85卷,第3期,第778–787页;2007年3月。作者:L. E. Murray-Kolb 和 John L. Beard。

  • 低血糖指数早餐谷物优先预防儿童认知能力在整个上午下降。《食欲》,第49卷,第1期,第240–244页;2007年7月。作者:J. Ingwersen, M. A. Defeyter, D. O. Kennedy, K. A. Wesnes 和 A. B. Scholey。

SA Mind Vol 18 Issue 5本文最初以“大脑食物”为标题发表于SA Mind 第18卷第5期 (), p. 58
doi:10.1038/scientificamericanmind1007-58
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