ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
การออกกำลังกายมีผลมากต่อโครงสร้าง หน้าที่การทำงาน และการรู้คิดของสมอง
งานวิจัยในมนุษย์จำนวนมากแสดงว่า การออกกำลังกายแบบแอโรบิก (จากเบาถึงหนักที่ใช้กระบวนการสร้างพลังงานโดยออกซิเจน) โดยอย่างน้อย 30 นาทีทุกวันปรับปรุงการทำงานของสมอง โดยปรับหน้าที่การรู้คิด (cognitive function) การแสดงออกของยีน และสภาพพลาสติกทางประสาท (neuroplasticity) และพฤติกรรมที่มีผลดี
ผลที่ได้ในระยะยาวรวมทั้งการเกิดเซลล์ประสาท (neurogenesis) ที่เพิ่มขึ้น, การทำงานทางประสาทที่ดีขึ้น (เช่นในการส่งสัญญาณแบบ และ BDNF), การรับมือกับความเครียดที่ดีขึ้น, การควบคุมพฤติกรรมที่ดีขึ้น, ความจำชัดแจ้ง (declarative) ความจำปริภูมิ (spatial) ความจำใช้งาน (working) ที่ดีขึ้น, และการปรับปรุงทางโครงสร้างและหน้าที่ของโครงสร้างสมองและวิถีประสาทที่สัมพันธ์กับการควบคุมการรู้คิดและความจำ
ผลการออกกำลังกายต่อความรู้คิดอาจช่วยการเรียนหนังสือในนักเรียนนักศึกษา เพิ่มผลิตผลการทำงาน ช่วยรักษาการทำงานของสมองในคนแก่ ป้องกันหรือบำบัดความผิดปกติทางประสาทแบบต่าง ๆ และปรับปรุงคุณภาพชีวิตโดยทั่วไป
สภาวะตื่นตัว
ถึงแม้ว่าความตื่นตัวจะช่วยกระบวนการทรงจำในกรณีโดยมาก แต่ก็ยังมีรายละเอียดปลีกย่อยที่ต้องระวัง ในการเรียนรู้ ความตื่นตัวสัมพันธ์กับการระลึกได้และการค้นคืนข้อมูลในระยะยาวดีกว่าในระยะสั้น ยกตัวอย่างเช่น งานวิจัยหนึ่งพบว่า สำหรับคำที่ก่อให้เกิดความตื่นตัว มนุษย์สามารถจำคำนั้นได้ถ้าระลึกถึงอาทิตย์หนึ่งหลังจากเรียนคำนั้น ดีกว่าถ้าระลึกถึงสองนาทีหลังจากเรียน ส่วนอีกงานวิจัยหนึ่งพบว่า ความตื่นตัวมีอิทธิพลที่ต่างกันต่อความทรงจำในบุคคลต่างๆ กัน ฮันส์ ไอเซงค์ พบความสัมพันธ์ระหว่างความทรงจำและความตื่นตัวที่ต่างกัน ของผู้ใส่ใจภายในและผู้ใส่ใจภายนอก ความตื่นตัวที่สูงกว่าเพิ่มจำนวนคำที่จำได้ในผู้ใส่ใจภายนอก และลดจำนวนคำที่จำได้ในผู้ใส่ใจภายใน