#034 運動すると、脳の記憶力は高まるのか？

運動は、身体を鍛えるもの。

筋力を高める。

心肺機能を改善する。

体脂肪を減らす。

そんなイメージがあるかもしれない。

しかし、運動によって変化するのは、筋肉や心臓だけではない。

脳もまた、身体活動によって影響を受ける器官の一つだ。

近年、運動と認知機能の関係について、多くの研究が行われている。

その中で注目されているのが、記憶に関係する海馬と、神経細胞の生存や可塑性に関係するBDNF（Brain-Derived Neurotrophic Factor：脳由来神経栄養因子）だ。

では、運動によって本当に記憶力は高まるのだろうか。

そして、脳の構造が変化することと、実際の認知機能が改善することは、同じなのだろうか。

今回は、ヒト介入研究とメタ解析を中心に、運動と脳のつながりを考えてみたい。

記憶を支える「海馬」とは？

海馬は、脳の側頭葉内側部に存在する構造で、記憶の形成や空間認知などに関係している。

特に、新しい出来事を記憶する過程において重要な役割を持つ。

加齢に伴って海馬の体積が減少することがあり、その変化は一部の認知機能の低下と関連している。

ただし、海馬の体積が大きければ必ず記憶力が高いという単純な関係ではない。

記憶には、海馬だけでなく前頭前野や大脳皮質など、複数の脳領域が関係している。

また、MRIで測定される脳の体積は、神経細胞の数だけを直接反映するものではない。

そのため、海馬の体積変化を、そのまま神経細胞の増加や記憶力の向上と解釈することはできない。

それでも、海馬は運動と脳の関係を調べるうえで重要な研究対象になっている。

2011年のRCT｜ウォーキングで海馬の体積が増えた？

2011年、Ericksonらは、運動習慣の少ない高齢者120人を対象に、1年間の有酸素運動が海馬の体積に与える影響を調べた。

参加者は、次の2群にランダムに割り付けられた。

有酸素運動群

ウォーキングを中心とした有酸素運動を週3回実施した。

対照群

ストレッチや筋力・バランス運動などを実施した。

研究では、MRIによる海馬体積、血液中のBDNF、空間記憶課題などを評価した。

結果はどうだったのか？

1年間の介入後、有酸素運動群では海馬前部の体積が約2%増加した。

一方、対照群では海馬前部の体積が減少した。

研究者らは、この変化が加齢に伴う海馬体積の減少を一定程度相殺する可能性があると解釈した。

また、海馬体積の変化と血清BDNF濃度の変化には関連が認められた。

ただし、ここで注意したい点がある。

この研究は、ウォーキングによって新しい神経細胞が増えたことを直接証明したものではない。

また、海馬の体積が約2%増えたからといって、記憶力が2%改善したという意味でもない。

研究では空間記憶に関する評価も行われたが、脳の構造変化と認知機能の変化は区別して解釈する必要がある。

この研究が直接示した重要な結果は、1年間の有酸素運動によって、高齢者の海馬体積が対照群と異なる変化を示したことである。

参考：Erickson KI, et al. PNAS. 2011. DOI: 10.1073/pnas.1015950108。

BDNFは、脳にとってどのような物質なのか？

BDNFは、神経細胞の生存、成長、シナプス可塑性などに関係するタンパク質だ。

シナプス可塑性とは、神経細胞同士のつながりが、経験や活動によって変化する性質を指す。

学習や記憶を理解するうえで、重要な概念の一つである。

動物研究では、運動によって海馬のBDNF発現が変化し、神経可塑性に関係する可能性が示されている。

また、ヒトでも運動前後の血中BDNF濃度を測定する研究が行われている。

ただし、血液中のBDNF濃度が上昇したことは、脳内のBDNFが同じ割合で増加したことを意味しない。

血中BDNFには、血小板などの末梢組織も関係している。

さらに、血清と血漿では測定されるBDNF濃度が大きく異なることがあり、採血や検体処理の方法によっても結果が変わる。

そのため、血中BDNFは、脳内の神経可塑性を直接測定する指標ではない。

BDNFは運動と脳の関係を説明する有力な候補の一つだが、すべての認知機能改善をBDNFだけで説明することはできない。

2015年のメタ解析｜運動によってBDNFは増える？

2015年、Szuhanyらは、運動とBDNFの関係を調べた研究を統合したメタ解析を発表した。

この研究では、急性運動、継続的な運動トレーニング、運動後のBDNF応答などが検討された。

解析の結果、1回の運動によって血中BDNF濃度が上昇する傾向が認められた。

また、継続的な運動によって、運動後のBDNF応答が変化する可能性も示された。

一方、研究間では、対象者の年齢、運動強度、運動様式、採血条件、BDNFの測定方法などが異なっていた。

そのため、運動によってBDNFが増加することと、記憶力が改善することを直接結びつけることはできない。

血中BDNFの変化は、生理学的に興味深い反応だが、認知機能の改善を保証する指標ではない。

参考：Szuhany KL, et al. Journal of Psychiatric Research. 2015. DOI: 10.1016/j.jpsychires.2014.10.003。

運動によって、認知機能は改善するのか？

では、実際の認知機能についてはどうだろうか。

2018年、Northeyらは、50歳以上の成人を対象とした運動介入研究について、システマティックレビュー・メタ解析を発表した。

この研究では、39件の介入研究が解析対象となった。

運動の種類には、有酸素運動、筋力トレーニング、複合運動などが含まれていた。

解析の結果、運動介入は、認知機能全般に対して小〜中程度の改善効果を示した。

特に、認知機能の一部の領域では、運動による改善が報告された。

ただし、研究間には、対象者の健康状態、運動内容、介入期間、認知機能の評価方法などに違いがあった。

また、認知機能は単一の能力ではない。

記憶、注意、実行機能、処理速度など、複数の領域から構成されている。

そのため、「運動すれば記憶力が必ず高まる」と一括りにすることはできない。

運動は認知機能の一部に有益な影響を与える可能性があるが、効果の大きさや対象となる機能は研究条件によって異なる。

参考：Northey JM, et al. British Journal of Sports Medicine. 2018. DOI: 10.1136/bjsports-2016-096587。

2025年のアンブレラレビュー｜最新の統合的なエビデンス

2025年、運動と認知機能の関係について、既存のシステマティックレビューをさらに統合したアンブレラレビューが発表された。

この研究では、2,700件以上のランダム化比較試験、25万人以上の参加者を含むデータが解析された。

その結果、運動は、全般的な認知機能、記憶、実行機能の改善と関連していた。

効果量は小〜中程度であり、運動様式や介入期間によって違いが認められた。

ただし、アンブレラレビューでは、同じ原著研究が複数のレビューに含まれる可能性がある。

また、レビューの質や研究間の異質性によって、統合結果の確実性は変わる。

したがって、参加者数が非常に多いことだけで、すべての結果の確実性が高いと判断することはできない。

この研究は、運動が認知機能に有益な影響を与える可能性を広く支持するものだが、特定の運動方法がすべての人に最適であることを証明したものではない。

運動の種類によって、効果は変わるのか？

運動と認知機能の研究では、有酸素運動だけでなく、筋力トレーニングや複合運動も検討されている。

有酸素運動は、心肺機能や脳血流、代謝状態などに影響する。

筋力トレーニングは、筋力や身体機能の改善に加えて、認知機能に影響する可能性が研究されている。

また、複雑な動作や協調運動を含む活動では、身体を動かすことに加えて、注意や判断、運動学習などの認知的な要素が関係する。

ただし、運動様式ごとの認知機能への影響を比較する際には、運動強度、介入期間、対象者、評価方法などをそろえる必要がある。

現時点では、特定の運動様式がすべての認知機能に対して最も優れていると断定することは難しい。

Evidence Check

研究で直接示されたこと

2011年のヒトRCTでは、運動習慣の少ない高齢者120人において、1年間の有酸素運動によって海馬前部の体積が約2%増加した。

2015年のメタ解析では、1回の運動によって血中BDNF濃度が上昇する傾向が認められた。

2018年のメタ解析では、50歳以上の成人において、運動介入が認知機能の一部を改善する可能性が示された。

2025年のアンブレラレビューでは、運動が全般的な認知機能、記憶、実行機能の改善と関連していた。

まだ言えないこと

運動によって海馬の体積が増えれば、必ず記憶力が改善すること。

血中BDNF濃度の上昇が、脳内BDNFの増加を直接反映すること。

BDNFの増加が、ヒトにおける認知機能改善の唯一の原因であること。

特定の運動様式が、すべての人の認知機能に対して最も有効であること。

短期的な認知機能の改善が、そのまま認知症発症リスクの低下につながること。

Syn’s Take｜筋肉を動かすことは、脳を使うことでもある

運動を考えるとき、私たちは筋肉や心肺機能に注目しやすい。

しかし、身体を動かすという行為は、筋肉だけで完結しているわけではない。

脳が動作を計画する。

神経系が筋肉へ信号を送る。

筋肉が収縮する。

身体の位置や動きに関する感覚情報が、再び脳へ戻ってくる。

運動は、脳と身体の間で情報が循環する活動でもある。

さらに、運動によって心肺機能や代謝状態が変化し、それが脳の環境にも影響する可能性がある。

BDNFのような神経栄養因子は、そのつながりを理解するための重要な研究対象だ。

ただし、血中BDNFが増えたことだけで、脳の機能が改善したと判断することはできない。

ここでも、測定できる指標と、実際の健康アウトカムを区別する必要がある。

運動によって海馬の体積が変化した。

血中BDNF濃度が上昇した。

認知機能テストの成績が改善した。

これらは関連する可能性があるが、それぞれ異なる評価項目だ。

身体の中で何が起きているのかを理解するためには、複数の階層をつなげて考える必要がある。

そして、運動が脳に与える影響を考えることは、運動を単なる筋肉のトレーニングとして捉えないことにもつながる。

筋肉と脳。

身体活動と認知機能。

神経可塑性と予防医学。

全部、つながっている。

「なんとなく」を、科学する。

Human Junction by Syn


References

1. Erickson KI, et al. (2011).

Exercise training increases size of hippocampus and improves memory.

Proceedings of the National Academy of Sciences. 108(7):3017–3022.

DOI: 10.1073/pnas.1015950108
PMID: 21282661

原著論文⁠

2. Szuhany KL, Bugatti M, Otto MW. (2015).

A meta-analytic review of the effects of exercise on brain-derived neurotrophic factor.

Journal of Psychiatric Research. 60:56–64.

DOI: 10.1016/j.jpsychires.2014.10.003
PMID: 25455510

メタ解析⁠

3. Northey JM, et al. (2018).

Exercise interventions for cognitive function in adults older than 50: a systematic review with meta-analysis.

British Journal of Sports Medicine. 52(3):154–160.

DOI: 10.1136/bjsports-2016-096587
PMID: 28438770

システマティックレビュー・メタ解析⁠

4. 2025年アンブレラレビュー
運動と認知機能に関する2025年のアンブレラレビュー。複数のシステマティックレビューを統合し、全般的な認知機能、記憶、実行機能に対する運動の影響を検討した研究。


本記事は一般的な科学情報の整理を目的としたもので、個別の診断・治療を目的とするものではありません。