大量研究發現運動可以改善心情、降低壓力，甚至可以改善注意力、記憶力，和解決問題的能力。根據2017年3月發表在《大腦可塑性雜誌》（Brain Plasticity）的研究，這些運動的好處歸功於大腦增加了多巴胺和血清素的產量。
多巴胺是一種神經傳導物質，對調節身體刺激、記憶力、注意力及中樞神經的獎賞系統十分重要；血清素則是會影響心情、情緒、睡眠和食慾。規律運動的人對於訓練良好所產生的感覺並不陌生，這些運動的好處除了對健康的人有幫助，也可以幫助減緩心理疾病患者的症狀，例如：2019年1月雜誌《抑鬱症與憂鬱症》透過11項統合分析得出，規律進行有氧運動是對重度憂鬱症患者有效的抗憂鬱預防措施。
運動如何影響多巴胺、血清素
根據2017年3月囓齒動物的大腦可塑性研究中，研究人員發現運動到運動後兩小時間，大腦中的海馬迴、前額葉皮質、紋狀體、中腦、橋腦、延髓等多個部分的多巴胺含量提高；而只有部分研究顯示運動時，會增加大腦中的額葉、海馬迴、紋狀體、中腦等部分的血清素，可能代表血清素的增加需要一定的運動強度和運動持續時間。
有些研究將運動可以增加多巴胺、血清素的現象與精神層面的益處連結，像是2016年10月發表於《歐洲應用生理學雜誌》上的研究中，健康的成人在運動約30分鐘前後抽血、並進行注意力測驗，發現運動後參與者血液中的血清素增加，在測驗中表現也更好，而在測試中進步最多的參與者、血清素的增加也最多。
然而，目前仍不清楚血液中的神經傳導物質如何影響大腦，測試大腦中神經傳導物質變化的其中一個方式是斷層掃描(PET)，在2000年8月發表在《核醫學雜誌》上的一項研究中，研究人員使用PET掃描12位健康、且有規律運動習慣的人，測試他們跑步30分鐘對多巴胺濃度的影響，但他們的多巴胺濃度在跑步後並沒有增加，有些研究人員認為，此研究的運動強度不夠。
此外，根據《大腦可塑性》分析，許多研究人員懷疑血清素和多巴胺濃度的變化可能是長時間運動後感到疲憊造成的。理論上，一開始兩種神經傳導物質都會增加，但多巴胺濃度最終開始下降、而血清素濃度仍在增加，進而導致精疲力盡。
多巴胺和血清素背後：解釋跑者愉悅感（Runner’s high）
跑者愉悅感有天然止痛藥的作用，讓你忽略疲憊、長水泡的雙腳，運動對精神的益處不只有增加血清素和多巴胺，也影響許多其他神經化學物質。研究人員懷疑運動改善情緒是因為內源性類鴉片系統中的腦內啡和其他神經調節物質的影響；內源性類鴉片系統在調節疼痛、犒賞系統、對壓力的反應和自主控制方面很重要，對於人類和動物，運動後血液中天然的類鴉片含量都會增加。
2008年11月發表於《大腦皮質》的開創性研究，研究人員使用PET探究10位受過訓練的男運動員的大腦中發生什麼事情，他們發現跑步30分後，心情獲得改善、大腦中許多區域的天然類鴉片濃度明顯增加。
傳統上認為所謂的「跑者愉悅感」是由腦內啡產生，但最近的研究發現內源性大麻素的也有重要的作用，根據《大腦可塑性》中的分析，內源性大麻素是脂質家族成員之一，它激活的受體與大麻中的四氫大麻酚（THC）相同，在運動後的血液中也會增加。
跑步的過程中，觸發腦內啡的機制同樣刺激內源性大麻素的分泌，需要一點挑戰性的訓練，以你的年齡最大心率70-80%跑步最適合刺激皮質醇、內源性大麻素的產生。另外，神經科學中心主任Cecilia J. Hillard發現每晚睡八小時有助於產生內源性大麻素，他的研究發現起床的分泌量是睡覺時的三倍，儘管沒有科學證據，但晨跑可能會比下午晚上跑步產生更多的內源性大麻素、更容易產生跑者愉悅感，快設定好你的鬧鐘，嘗試一下吧！
適應壓力並刺激新的神經元
長期來說，運動對身體壓力反應系統的影響也很重要，能激活下視丘-腦下垂體-腎上腺的軸線 （HPA）並刺激皮質醇的分泌，皮質醇主要協助人們適應壓力，避免受到未來壓力所產生的負面影響，2015年的一項研究讓年輕男性進行30分鐘的有氧運動，發現他們皮質醇持續分泌、峰值並不明顯，後來他們接受心理壓力測試有較低的壓力生理指標。
運動還能增加各種神經營養因子在血液中的平均含量，進而促進新神經元的產生。在《PLOS One》2016年9月的一項分析中，運動促使腦源性神經營養因子（BDNF）增加與海馬區神經元的生長有關，海馬區是大腦對記憶和學習十分重要的區域。儘管在人類研究的過程較動物實驗更困難，但研究人員認為，運動促進生成新神經元生成的能力，可能有助於抗抑鬱，而2017年5月在《當前神經藥理學》中一項研究認為，促進生成新神經元生成的能力，或許是定期運動有助於避免神經退化疾病所引起認知下降的原因。
儘管我們仍無法理解運動如何對大腦產生影響，但運動肯定可以為人體帶來好處，這就是為什麼Muskin博士建議所有人進行有氧運動，只要人足夠健康，就越自信：「出門走走對你有好處，跑步可以產生抗焦慮和抗抑鬱的作用。」
資料來源：livestrong、runnersworld
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