【運科竹愛科普|間歇性缺氧 (IH) 對大腦執行功能影響|高原訓練安全嗎?認知功能測試分析】

更新 發佈閱讀 12 分鐘


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如果你是耐力運動員、登山愛好者,或者是追求極致體能的健身狂人,你一定聽過 「高原訓練」「低氧訓練」

為了增加紅血球數量、提升攝氧量,很多選手會使用「低氧面罩」或是進入「低氧室」進行間歇性缺氧訓練 (IH, Intermittent Hypoxia)。但是,坊間一直流傳著一個都市傳說:

「缺氧會死腦細胞!練完低氧雖然體能變好,但人會變笨!」 🤯

這聽起來很可怕對吧?畢竟大腦是人體對氧氣最敏感的器官。如果在高強度訓練的同時,又剝奪大腦的氧氣,我們的反應速度、記憶力跟判斷力,真的會「斷片」嗎?

不用猜了!2025 年最新發表在《Frontiers in Psychology》的研究,直接幫我們測試了這個極限狀態!讓我們用科學數據來打破(或證實)這個迷思。👇


🏔️ 什麼是間歇性缺氧 (IH)?為什麼要自討苦吃?

首先,科普一下什麼是 間歇性常壓缺氧 (Intermittent Normobaric Hypoxia)

簡單來說,就是你在平地(常壓),透過機器吸入氧氣濃度較低的空氣(模擬高海拔),然後在「缺氧」與「正常氧氣」之間來回切換。

  • 目的: 透過短暫的缺氧壓力,強迫身體進行「補償性適應」。這就像是給心血管系統做重訓,能提升副交感神經活性、改善血管內皮功能,甚至被認為具有神經保護作用。
  • 風險疑慮: 大家都知道,長時間嚴重缺氧會導致高山症、認知功能下降。但這種「短時間、間歇性」的缺氧,到底安不安全?

🔬 2025 最新實驗:直上 4400 公尺的挑戰

這項由西班牙穆爾西亞大學 (University of Murcia) 研究團隊執行的隨機對照試驗 (RCT),找來了 27 位健康的年輕人,隨機分成兩組:

  1. 實驗組 (Experimental Group, EG): 接受 1 小時的間歇性缺氧挑戰。
    • 強度: 吸入含氧量僅 12% 的空氣(相當於海拔 4,400 公尺!這比玉山主峰還高!)。課表: 8 個循環,每個循環包含 5 分鐘缺氧 + 2 分鐘吸正常空氣 333。
  2. 對照組 (Control Group, CG): 同樣坐著 1 小時,但吸的是正常空氣 。

🧠 他們測了什麼?大腦的三大核心能力

為了知道大腦有沒有「當機」,研究人員使用了 劍橋大腦科學平台 (Cambridge Brain Sciences) 的標準化測試,針對 執行功能 (Executive Functions) 的三個面向進行評估 :

  1. 抑制控制 (Inhibitory Control): 使用 Double Trouble Test(類似 Stroop 測驗)。這考驗你在干擾下,能否抑制衝動、做出正確判斷。比如看到紅色的字寫著「綠」,你要選字義還是顏色?這對運動員在場上過濾假動作非常重要 。
  2. 視覺空間工作記憶 (Visuospatial Working Memory): 使用 Monkey Ladder Test。螢幕上的數字隨機出現後消失,你要按順序點擊。這考驗你「暫存」視覺資訊的能力。
  3. 演繹推理 (Deductive Reasoning): 使用 Odd One Out Test。從一堆圖形中找出邏輯不合群的那一個。這考驗邏輯解決問題的能力 。


📊 研究結果大公開:你的大腦撐得住嗎?

實驗結果出爐,跌破許多人的眼鏡(或是讓許多人鬆了一口氣):

1. 缺氧時,身體確實很「辛苦」 🥵

實驗組在吸入 12% 氧氣時,血氧飽和度 ($SaO_2$) 顯著下降,平均從 99.2% 掉到 92.3%,心跳率 (HR) 也顯著上升 9999。這代表心血管系統正在奮力工作,以維持身體的氧氣供給。


2. 但是... 大腦表現「完全沒退步」! ✅

經過 1 小時的 4400 公尺海拔模擬折磨後,數據顯示:

  • 抑制控制 (Double Trouble): 實驗組的分數不但沒退步,反而顯著進步了!(p=0.002) 。
    • 等等,別高興太早! 對照組也進步了 (p=0.001)。這在心理學上稱為「學習效應 (Learning Effect)」,因為做第二次比較熟練了。但重點是:缺氧組的進步幅度跟正常組一樣,沒有被缺氧拖累。
  • 工作記憶 (Monkey Ladder) & 推理能力 (Odd One Out): 兩組表現沒有顯著差異。缺氧並沒有讓記憶力衰退或邏輯變差 。

3. 性別小發現:女生在推理上進步了? 👩‍🔬

研究團隊還做了一個有趣的性別分析。在「演繹推理」測驗中,女性參與者(不論是缺氧組還是對照組)在後測時都有顯著進步,但男性則沒有明顯變化。這可能與性別在處理壓力和認知策略上的差異有關,但這不是因為缺氧造成的 。



🤔 為什麼吸不到氣,腦袋還能正常運作?

你可能會想:「血氧都掉到 92% 了,大腦怎麼可能沒事?」這篇研究給出了幾個科學解釋:

1. 代償機制 (Compensatory Mechanisms) 🛡️

當你開始缺氧,身體的 交感神經系統 (Sympathetic Nervous System) 會立刻被激活。心跳變快、血流加速,目的是為了確保最重要的器官——大腦——能拿到足夠的含氧血 。雖然血液裡的氧氣濃度變淡了,但送貨的速度變快了,總量剛好夠用!


2. 間歇性的好處 (The Power of "Intermittent") ⏱️

這就是「間歇性」缺氧跟「持續性」缺氧最大的差別。如果你直接去爬聖母峰住一個月,大腦可能真的會受損。但在本實驗中,缺氧 5 分鐘 + 休息 2 分鐘 的模式,給了身體喘息和恢復的機會,觸發了神經保護機制,而不是神經損傷 。


3. 激發神經可塑性 (Neuroplasticity) 🧠

有些理論甚至認為,適度的低氧壓力是一種 「毒物興奮效應 (Hormesis)」。它可能會刺激腦源性神經滋養因子 (BDNF) 的釋放,長期下來甚至可能對大腦有益(雖然這篇單次研究主要證實的是「無害」而非「增強」)。



📝 給你的「帶走」建議 (Takeaway Message)

這篇 2025 年的文獻對我們有什麼實際幫助呢?

✅ 1. 運動員與教練:放心練吧!

如果你正在考慮使用低氧訓練來提升心肺耐力,不用擔心這會讓你變笨。如果你是需要高度戰術思考的項目(如足球、籃球),在進行間歇性低氧體能訓練後,你的戰術理解和判斷力 不會受到急性影響

✅ 2. 想要提升專注力?

雖然這篇研究顯示單次訓練沒有「變強」,但也沒有「變弱」。對於需要在高壓環境下工作的族群(如飛行員、高海拔工作者),這種適應性訓練是安全的 。

✅ 3. 考試前別亂試

雖然結果顯示無害,但實驗中確實發現血氧下降和心跳上升。如果你明天要考期末考或做重大決策,不需要刻意去吸低氧空氣來尋求「開光」,維持正常的生理狀態還是最穩妥的。

✅ 4. 關鍵字是「間歇」

請記住,本實驗設定是 12% 氧氣 (4400m),且有 休息間隔。不要自己隨意嘗試長時間持續閉氣或處於極端缺氧環境,那可是完全不同的生理狀況!


💡 總結一句話:

「適度的缺氧是鍛鍊,過度的缺氧是傷害。按照科學課表進行間歇性低氧訓練 (IH),你的肌肉會變強,而且腦袋依然靈光!」 💪🧠


參考文獻:

Rochel-Vera C, et al. (2025). Effect of intermittent normobaric hypoxia on executive functions assessed with different cognitive tests in healthy young subjects. Frontiers in Psychology.

(本文為運動科學科普以及科學知識宣導性質,並非醫療建議或者針對個人之運動專屬建議!若您有任何相關障礙或者病症問題,請洽詢醫療專業人員,以獲得最佳協助與建議!另外,實際個人化健身運動計畫,亦請依個人身體狀況並與醫療照護專業人員討論後指導調整。運科竹祝各位都能擁有優質健康生活!)


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陳映竹! (Chen, Ying-Chu),Ph.D. candidate, M.S., M.A., CSCS*D, ACSM-CEP

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陳映竹同時擁有臺師大國際漢學研究所文學碩士,以及臺北市立大學運動健康科學系理學碩士。目前為臺師大體育與運動科學博士候選人。並且擁有美國運動醫學會臨床運動生理師以及私人教練認證!希冀透過平台持續推廣運動與健康科學相關知識,以及肌力與體能相關訓練理論及實務,並提供個人跨領域與教練自我成長歷程,讓有志從事教練產業以及斜槓工作者有所依循。


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