Как спорт влияет на интеллект. Поразительный эффект физических упражнений на мышление и регенерацию клеток головного мозга

Между физической нагрузкой и умственным здоровьем выявлена прямая зависимость. Физические упражнения могут направленно влиять на мозг человека, активизируя его отдельные участки. Комбинации тренировок способствуют улучшению памяти и концентрации внимания.

Можете ли вы сделать себя, своих родителей и своих детей умнее?

Начиная с 2008 года ученые стали публиковать исследования, которые показывают, что когнитивные возможности – способность учиться, решать новые задачи и проблемы и понимать глубинную суть вещей – можно развивать с помощью тренировки и обучения.

Научный журналист Дэн Хёрли в своей книге «Стань умнее » предлагает практичные решения по развитию мозга для людей всех возрастов и способностей, иллюстрируя их реальными историями.

Влияние физических упражнений на развитие мозга

Ни одно клише в мире не может похвастаться такой этимологией, как фраза «В здоровом теле здоровый дух». Этот фрагмент из произведения древнеримского поэта Ювенала широко известен вот уже на протяжении двух тысяч лет. Суть его заключается в том, что две части человека – дух и тело – идут рука об руку друг с другом; если нет одного, не будет и другого.

Но так ли это в буквальном смысле? Действительно ли физические упражнения могут сделать человека умнее – настолько, что врачам следовало бы прописывать физкультуру и человеку с риском развития болезни Альцгеймера, и средних лет профессионалу, который хочет вернуть былую сообразительность, и ребенку, у которого проблемы с учебой?

В современном обществе на этот счет бытует два довольно противоречивых стереотипа. С одной стороны, мы сегодня склонны ассоциировать фитнес с интеллектом. Нам нравится, когда руководители наших компаний и наши политики аккуратны и подтянуты; Крис Кристи, губернатор моего прекрасного штата Нью-Джерси, так устал рассказывать людям о причинах своего ожирения, что в начале 2013 года лег под нож хирурга и сделал шунтирование желудка.

С другой же стороны, никто из нас не ожидает, что хоккеист или штангист победит в любом интеллектуальном состязании. Мускулы и мозги далеко не всегда идут в паре. Здоровяки Арнольд Шварценеггер и добились наибольших успехов в Голливуде, изображая не слишком умных головорезов.

И все же эксперименты, проведенные в период с 1960-х по 1970-е годы, однозначно подтвердили, что физические упражнения позитивно влияют на умственную работоспособность человека. Классическое исследование 1975 года, например, выявило, что пожилые люди, играющие в теннис или бадминтон, как правило, проходят простые когнитивные тесты со значительно лучшими результатами, нежели их неспортивные сверстники.

В 1980-е годы вообще проводилось огромное множество исследований, в основном с участием пожилых людей, но их результаты преимущественно оставались на уровне предположений – до тех пор, пока двое из самых уважаемых на сегодняшний день когнитивных психологов не занялись доскональным изучением эффекта от плавания.

Непосредственно эксперимент провел Гарольд Хокинс, психолог, которого я цитировал в главе 1 и который в настоящее время руководит программой Управления перспективных исследовательских проектов ВМС США. Он изучает эффективность когнитивных тренингов в надежде развить с их помощью интеллектуальные способности американских военнослужащих.

Среди доброго десятка команд исследователей, которые он в настоящее время финансирует, есть и наши старые знакомые – Джегги и Бушкюль. До прихода в Управление Хокинс работал в Орегонском университете по гранту Национального института по проблемам старения, тогда он и провел свой эксперимент.

«Однажды я беседовал с Гарольдом, и он сказал мне: “Арт, я собрал эти данные с год назад и пока еще ничего с ними не сделал. Хотите взглянуть?”».

Артур Крамер, профессор психологии из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, в 2010 году занял пост директора Института современных наук и технологии Бекмана при этом университете. Однако двадцатью годами ранее он был начинающим и очень перспективным когнитивным нейробиологом, который прежде никогда не занимался изучением роли физических упражнений в развитии мозга. Тогда-то и состоялся тот судьбоносный для Арта разговор с Гарольдом Хокинсом, о котором он вспоминает.

Материалы, предоставленные Крамеру Хокинсом, оказались просто потрясающими. Он начал с анализа предыдущих исследований в этой области, позволивших ему сделать важный вывод: мыслительные навыки пожилых людей ухудшаются заметнее всего, если им приходится распределять свое внимание. Чтобы окончательно проверить это наблюдение, ученый разработал и провел интереснейшее исследование – он сравнил когнитивные навыки 14 человек в возрасте от 20 до 35 лет с навыками такого же числа людей в возрасте от 65 до 74.

Участников, сидящих в наушниках перед экранами компьютеров, просили нажимать конкретную клавишу средним пальцем правой руки, если они видели на экране одну букву, и другую клавишу указательным пальцем этой же руки, если они видели вторую букву. Кроме того, услышав определенный звук, им нужно было щелкнуть по третьей клавише средним пальцем левой руки, а при другом звуке – по четвертой клавише указательным пальцем этой же руки. Сначала Хокинс тестировал скорость и точность их реакции только на звуковые сигналы, затем только на зрительные, а в конце концов – на оба сигнала вместе.

Так вот, когда реакция на звуковые и зрительные сигналы проверялась отдельно, скорость и точность пожилых людей были лишь немного хуже, чем у младших участников эксперимента, но когда тест проводился одновременно по обоим типам сигналов, показатели испытуемых старшего возраста оказывались существенно ниже. Их способность распределять внимание была несравненно хуже, чем у молодых, и объяснялось это преимущественно эффектом старения.

Решив проверить, нельзя ли замедлить данные возрастные ухудшения посредством упражнений для сердечно-сосудистой системы, Хокинс разработал и провел второй эксперимент. В нем участвовало 40 мужчин и женщин в возрасте от 63 до 82 лет, ни один из которых прежде регулярно не занимался физкультурой. Половина испытуемых согласились участвовать в десятинедельной программе, занимаясь по 45 минут в день разными водными видами спорта в Ассоциации молодых христиан в Юджине; вторую половину попросили и далее вести прежний, неспортивный образ жизни.

По завершении эксперимента оказалось, что ни в одном отдельном тесте на реакцию на зрительные и звуковые сигналы «спортсмены» не показали лучших результатов, чем представители второй группы; зато комбинированные зрительно-слуховые тесты они неизменно проходили намного успешнее. За какие-то десять недель их способность работать в многозадачном режиме весьма существенно улучшилась.

«Это было просто чудо! Хокинс выявил несомненное позитивное влияние физических упражнений на когнитивные функции, – вспоминал Крамер, который занимался анализом и отчетом по этим исследованиям; они были опубликованы в 1992 году в журнале Psychology and Aging. – Но я тогда не почувствовал удовлетворения. Мне нужно было узнать, можно ли повторить эти результаты, позволят ли и другие исследования сделать такие же выводы».

Иными словами, хотя «запустил мяч» физических упражнений Хокинс, подхватил его и побежал с ним дальше именно Крамер. В 1999 году он с девятью коллегами из Института Бекмана и еще одним исследователем из Университета имени Бар-Илана в Израиле опубликовал в журнале Nature, самом известном и уважаемом периодическом издании во всех областях науки, отчет по очередному исследованию.

Суть его состояла в следующем. 124 ранее ведших преимущественно сидячий образ жизни пожилых людей в возрасте от 60 и 75 лет (их произвольным образом распределили на две группы) попросили в течение полугода час в день три дня в неделю заниматься либо щадящей аэробикой – ходьбой, – либо анаэробными упражнениями, растяжкой и тонингом.

«В ходе старения, – писали исследователи, старательно соблюдая в статье для респектабельного британского журнала правила британской орфографии, – нейронные зоны и когнитивные процессы ухудшаются неравномерно. Наибольшим и самым непропорциональным негативным изменениям с возрастом подвержены процессы исполнительного контроля, а также префронтальный и лобный отделы головного мозга».

Именно этим типом возрастного ослабления контроля над исполнительными функциями объясняется, почему исследование 1992 года выявило, что при старении больше всего страдает многозадачность. Это происходит потому, что для эффективного функционирования в таком режиме нужен не только тот простой вид внимания и концентрации, который использует кот, выслеживающий мышку, или собака, заметившая кота, но и быстрые, осознанно управляемые смещения фокуса внимания, в которых преуспевают люди. Такое происходит, например, когда мы одновременно поглядываем на часы, смотрим по телевизору мультик и готовимся к экзаменам.

Так вот, эффективность выполнения задач, не требующих смены фокуса, в обеих группах, занимавшихся в течение полугода ходьбой и тонингом, была практически одинаковой, но когда испытуемым требовалось переключаться с задачи на задачу, «ходоки» показывали значительно лучшие результаты, чем те, кто занимался тонингом. Это было особенно удивительно, учитывая тот факт, что члены первой группы занимались ходьбой всего по три часа в неделю, что увеличивало среднемаксимальное потребление ими кислорода всего лишь на 5,1 процента.

Как и следовало ожидать, благодаря отличной репутации опубликовавшего отчет журнала и однозначности результатов об исследовании рассказали все популярнейшие СМИ мира, от BBC (репортаж назывался «Физкультура улучшает работу мозга») до New York Times («Хорошая тренировка для пожилого ума»). Впоследствии Артур Крамер опубликовал с добрый десяток исследований в области влияния физических упражнений на когнитивные способности человека, в том числе два с участием детей.

Так, в 2010 году был обнародован отчет по исследованию с применением МРТ-сканирования мозга девяти- и десятилетних детей. Оно показало, что у мальчиков и девочек, отличающихся большей аэробной работоспособностью, лучше память и больше гиппокамп – часть лимбической системы головного мозга в форме морского конька, играющая ключевую роль в работе как краткосрочной, так и долгосрочной памяти.

Второе исследование Крамера, опубликованное в 2012 году, продемонстрировало, что более спортивные дети отличаются более высоким уровнем когнитивного контроля; они способны дольше концентрироваться на тестах, а в лобных долях их мозга в процессе тестирования наблюдается большая активность.

Один из немногочисленных рандомизированных экспериментов на тему влияния физкультуры на умственное развитие детей провел не Крамер, а исследователи из Университета Фурмана в Гринвилле. Они работали с афроамериканскими учениками вторых – восьмых классов средней школы. Ученые случайным образом разбили детей на две группы. Одна должна была в течение всего 2009/2010 учебного года по 45 минут в день заниматься физическими упражнениями.

По завершении этого срока их предполагалось сравнить со второй группой, которая в спортивной программе не участвовала. Тестирование выявило, что к маю 2010 года ученики из первой группы показывали значительно лучшие результаты по сравнению с членами контрольной группы по 8 из 26 критериев эффективности когнитивной деятельности (а также по 7 из 16 физических показателей).

Надо отметить, что, если данные выводы подтвердят и другие исследования, это будет иметь весьма серьезные последствия для нашей системы школьного образования, которая за несколько последних десятилетий значительно сократила объем времени, выделяемого на физкультуру, в пользу основных академических программ и подготовки к экзаменам. То-то будет ирония судьбы, когда окажется, что, ограничивая время, проводимое детьми в тренажерных залах и на спортплощадках, чиновники от образования мешали им развивать именно те когнитивные способности, которые так хотели улучшить.

А между тем факт позитивного влияния физических упражнений на сообразительность седеющих представителей поколения беби-бумеров уже сегодня можно считать бесспорным.

«За последние десять лет проведено как минимум четыре метаанализа, основанных на официально опубликованных исследованиях, – рассказал мне Крамер. – И все они пришли к одному и тому же выводу: физическая подготовка заметно сказывается на когнитивных способностях. Сегодня в этой области проведено множество исследований по всему миру. Любопытно, что все они не имеют ничего общего с гимнастикой для мозга – ни в коем случае.

Вы ничего не учите. Вы просто занимаетесь ходьбой, плаванием, ездой на велосипеде и т. д. Всего три раза в неделю. Но это приводит к тому, что ваши когнитивные показатели улучшаются в самых разных аспектах памяти, восприятия и принятия решений. Просто удивительно, каких огромных результатов можно достичь благодаря столь незначительному изменению образа жизни».

Однако следует признать, веру Крамера в эффективность щадящих упражнений аэробного типа по сравнению с другими видами спорта разделяют не все. Так, например, в Кокрановском обзоре за 2008 год высказываются сомнения по поводу того, что когнитивные выгоды, ассоциируемые с кардиотренировками, обусловлены исключительно улучшением сердечно-сосудистой системы, а не увеличением мышечной силы и другими эффектами физических упражнений.

Главным сторонником и пропагандистом силовых тренировок как средства развития когнитивной функции я бы назвал сорокалетнюю любительницу спортивного бега и собак, мать троих детей с весьма внушительным списком академических заслуг и титулов Терезу Лью-Амброуз. Тереза – адьюнкт-профессор кафедры физиотерапии Университета Британской Колумбии, профессор Канадского центра исследований в области физической активности, мобильности и когнитивной нейронауки, директор по исследованиям Клиники профилактики травматизма Ванкуверской многопрофильной больницы и директор университетской лаборатории, занимающейся вопросами старения, мобильности и когнитивной нейронауки.

«Мой первый диплом был в области физиотерапии, – рассказала мне Тереза. – Два года я имела дело в основном со спортсменами, от общенационального уровня до любителей, а затем начала работать с людьми более пожилого возраста и опять вернулась к учебе. В 2004 году я защитила докторскую диссертацию на тему профилактики травматизма и здоровья костей у пожилых людей и начала заниматься физиотерапией с семидесятипяти-восьмидесятипятилетними женщинами. Довольно скоро я заметила, что эта группа населения сильно страдает от информационной перегрузки. Что-то вроде: “Я не смогу сегодня прийти на занятия, потому что мне нужно заполнить налоговую декларацию”. И это в январе!

В тот период у меня было довольно много поистине потрясающих моментов. Например, в начале исследования мне приходилось самой подбирать некоторых людей у их домов и везти их в класс, потому что моим подопечным было трудно пользоваться общественным транспортом. Но к концу исследования они все прекрасно добирались сами. Одна женщина до выхода на пенсию работала бухгалтером. Так вот, уже в середине наших занятий она вдруг решила опять пойти работать и стала консультантом-фрилансером. С моей точки зрения, позитивная динамика была налицо. Так я и занялась проблемой влияния физических упражнений на состояние головного мозга».

В 2010 году Лью-Амброуз с ванкуверскими коллегами опубликовала результаты исследования, в котором приняли участие 155 женщин в возрасте от 65 до 75 лет. Исследование было рандомизированным: первой группе предписывалось заниматься тренировками с отягощением (это такая физеотерапевтическая методика) раз в неделю, второй – два раза в неделю, третья, контрольная группа должна была дважды в неделю заниматься тонинг- и баланс-тренингом. В итоге обе группы, занимавшиеся силовыми тренировками, улучшили свои показатели по стандартной мере когнитивного контроля более чем на 10 процентов, а в группе аэробики показатели снизились на полпроцента.

Следующее исследование, отчет по которому был опубликован в 2012 году, дало еще более впечатляющие результаты. Лью-Амброуз с коллегами набрали 86 пожилых женщин с незначительными жалобами на память, характерными для умеренных когнитивных нарушений, и произвольным образом поделили их на три группы. Первая в течение полугода занималась тренировками с отягощением, вторая – тонинг- и баланс-тренингом, а третья – аэробикой.

К концу исследования группа аэробики значительно улучшила свои результаты по показателям баланса, мобильности и эффективности сердечно-сосудистой системы, но ни один показатель когнитивного функционирования не изменился. А вот женщины, занимавшиеся тренировками с отягощениями, значительно успешнее сдали тесты на внимание, разрешение конфликтов и память. И при тестировании с помощью МРТ только у этой группы были обнаружены четкие признаки активизации сразу трех зон коры головного мозга.

По словам Лью-Амброуз, она была рада тому, что тренировки с отягощениями больше влияют на когнитивные способности человека, чем занятия аэробикой, в первую очередь потому, что многие пожилые люди, ведущие сидячий образ жизни, просто не могут заниматься аэробическими упражнениями. «Значительная доля этих людей действительно физически не в состоянии такое делать», – сказала мне исследовательница. Кроме того, тренировки с отягощением крайне редко приводят к падениям и травмам, которые, как известно, в преклонном возрасте зачастую имеют самые негативные последствия.

«Ключевой особенностью наших тренировок с отягощениями является их прогрессивный характер, – говорит Тереза. – А еще они должны быть индивидуальными. Мы тщательно оцениваем способности каждого нашего клиента поднимать тот или иной вес, после чего применяем принцип перегрузки.

Это означает, что человек должен быть готов давать своим мышцам нагрузку чуть больше уровня комфорта и при этом поддерживать надлежащую форму. А мы контролируем каждое занятие на предмет малейших улучшений и, заметив их, увеличиваем нагрузку на 10–20 процентов. Мы считаем такой постепенный прогресс чрезвычайно важным фактором позитивного влияния тренировок с отягощением на здоровье мозга».

Эти слова перекликаются с мнением многих других исследователей. Успех тренировок с отягощением, о которых мне рассказала Лью-Амброуз, зависит от того же метода, который использовали Джегги и Бушкюль в своих упражнениях с применением N-back. В обоих случаях чрезвычайно важно максимально точно определить исходные способности каждого конкретного человека, а затем, по мере их развития, увеличивать нагрузку или сложность заданий. Эти тренинги по своей природе разные – один физический, другой когнитивный, – но суть их заключается в том, чтобы все время заставлять человека работать на пределе своих возможностей. Результаты достигаются за счет постепенного повышения этого предела.

Тренинговая схема Лью-Амброуз включает всего шесть базовых упражнений, в том числе жим ногами, качание бицепса бедра, тяга на высоком и низком блоке. Вы можете увидеть все собственными глазами в очень интересном, отлично сделанном видео на YouTube, проведя поиск либо по имени исследовательницы, либо набрав в строке Google слова «Exercise Is Power».

Впрочем, несмотря на твердую уверенность Лью-Амброуз в пользе тренировок с отягощением, она с радостью приветствует и аэробику – если вы видите, что это приносит реальные результаты. Она говорит: «Бег трусцой, если, конечно, заниматься им строго по рекомендациям Арта Крамера, стабильно приводит к позитивным изменениям». А главная проблема, по мнению Терезы, состоит в том, чтобы убедить людей заниматься физкультурой.

«Нам приходится обращаться к пяти сотням людей, чтобы найти сотню тех, кто согласится участвовать в наших экспериментах, – сетует она. – И из этой сотни только 80–85 человек остаются с нами до конца исследования. И нам приходится хорошенько потрудиться, чтобы и они не бросили заниматься по программе раньше времени. Человеческий фактор играет тут величайшую роль. Именно тренер-инструктор призван наладить нужные взаимоотношения с участниками эксперимента, для чего он должен проявлять искренний интерес к их жизни».

Другой серьезной проблемой, по ее словам, является недостаток тренажерных залов, оборудованных для тренировок с отягощением. «Широко доступных мест для тренировок данного типа не так уж много. В Ванкувере такие еще есть, но, если выехать за пределы крупного города, их окажется очень-очень мало.

Большинство местных сообществ предлагают те или иные оздоровительные программы для людей пожилого возраста, но в основном это облегченные варианты: баланс-тренинги или щадящая аэробика. И даже если в программу включены элементы тяжелой атлетики, в них отсутствует важнейший элемент прогрессивности. Мы как общество, без сомнения, должны делать больше, чтобы предлагать пожилым людям программы, которые действительно им помогают».

При нынешнем же положении дел неуклонное ухудшение физической формы во всем мире в сочетании с постоянно растущим уровнем ожирения в буквальном смысле слова отупляют человечество.

Сказанное, однако, не относится к членам Верховного суда США, у которых имеется собственный тренажерный зал только для своих, надежно скрытый за знаменитыми колоннами белого мрамора. Судья Рут Бейдер Гинзбург, которой 15 марта 2013 года исполнилось 80 лет, начала работать с личным тренером в 1999 году, вылечившись от рака толстой кишки. Ее тренировочная программа длится один час и включает в себя разминку, растяжку, силовые нагрузки и баланс-тренинг.

«Когда я начинала тренироваться, я была похожа на выжившего узника Освенцима, – вспоминает Гинзбург в интервью Washington Post. – Теперь я делаю до 20 отжиманий». О своем верном тренере Брайанте Джонсоне судья говорит: «Я считаю, что здорова благодаря нашим встречам два раза в неделю. Это для меня очень важно». Итак, дело ясное. Я уверенно включил физические упражнения в свою тренинговую схему.

Сведения о том, что умеренная физическая активность улучшает кровообращение в организме, стимулирует функционирование различных органов и систем, известны многим. Но часто люди не задумываются о том, как спорт влияет на мозг человека.

Как спорт влияет на мозг человека

При физической активности функционирование мозговых нервных клеток улучшается, нейронные отростки начинают ускоренно развиваться и разветвляться. Ранее полагалось, что стимулируется работа только тех участков, которые отвечают за движение. Но сейчас исследователи установили, что физическая активность благотворно влияет на отделы, отвечающие за память, мышление, способность к обучению. При занятиях спортом мозг переключается на рассеянный режим мышления. Это способствует решению сложных интеллектуальных задач.

Уже давно доказано, что физическая активность положительно влияет на мозговую деятельность

Таблица: влияние разных видов спорта на мозговую деятельность

Вам также может быть интересна подборка онлайн-ресурсов для тренировки памяти: .

Выбирая вид спорта, надо учесть, что он должен приносить удовлетворение. Физическая активность улучшает состояние здоровья и работу мозга в тех случаях, когда человек занимается ей добровольно. А у профессиональных спортсменов, вынужденных заниматься ежедневно по графику, положительное влияние спорта на мозговую деятельность сведено к минимуму.

Доктор Джон Рэтей (John J. Ratey, MD), Harvard Medical School : «Физические упражнения оказывают влияние прежде всего на мозг и лишь затем на тело. Они управляют настроением, уровнем энергичности и внимательности, общим ощущением хорошего самочувствия» (1) .

Активные силовые и продолжительные аэробные нагрузки ведут к тому, что организм начинает усиленно синтезировать серотонин и дофамин - вещества, ответственные за ощущение спокойствия, счастья и даже эйфории. Эффективность работы мозга в итоге повышается.

2: Продление молодости

Уже существуют первые научные исследования, связывающие регулярную физическую активность с возможность организма синтезировать новые стволовые клетки для обновления и омоложения не только тканей мозга, но и всего организма в целом.

Кроме этого, большинство нейропсихологов склонны считать, что подобные процессы регенерации наблюдаются и в случае с нервными клетками, что напрямую опровергает устоявшийся миф о том, что эти самые нервные клетки не восстанавливаются (1) .

3: Улучшение функций памяти

Повышенная при тренировках частота сердцебиения направляет больше крови не только в работающие мышцы, но и в мозг. Исследования показывают, что когнитивные возможности человека увеличиваются примерно на 10-15% сразу после физического тренинга.

Минимальный уровень физических нагрузок, стимулирующих не только мышцы но и работу мозга, - 30 минут три раза в неделю. Оптимальный уровень - 30-60 минут четыре-пять раз в неделю, уровень пульса - 60% от (1) .

4: Повышение способностей к обучению

Исследователи из Salk Institute for Biological Studies показали, что регулярные аэробные тренировки ведут к увеличению размеров гипоталамуса и коры головного мозга, ответственных за вербальную память и способность к обучению и усвоению новой информации (4) .

Интересно, но силовые тренировки подобного воздействия на мозг не оказывают - важнейшими параметрами являются повышенная частота сердцебиения и увеличивающееся кровообращение, а выполнение силовых упражнения влияют на них существенно меньше.

5: Повышение уровня концентрации

Специалисты University of Iowa выяснили, что силовой тренинг повышает способность мозга концентрироваться на определенной задаче. Одной из причин является то, что в процессе тренинга необходимо контролировать как технику упражнения, так и считать повторы.

Однако чем меньше внимания человек уделяет контролю за тем, что он делает в спортзале, тем хуже это сказывается на финальном результате. Те, кто чатятся с друзьями в WhatsApp во время выполнения упражнений, добиваются в итоге лишь доли от общей эффективности.

6: Противостояние депрессиям

Исследования, опубликованные в Journal of Sports Medicine and Physical Fitness говорят о том, что после аэробных тренировок продолжительностью в один час более половины исследуемых ощутили улучшение настроения, понижение чувства усталости и напряженности (1) .

Поскольку депрессия оказывает влияние прежде всего на мозговую активность и на общую эффективность работы организма, прямой контроль над этой эффективностью во время физических нагрузок помогает человеку вернуть чувство контроля и над собственной жизнью.

7: Сопротивляемость стрессам

Одна из основных причин стресса - страх того, что список текущих проблем настолько велик, что решить все эти задачи не получится. Поскольку физические тренировки учат не только ставить перед собой цели, но и добиваться их, это помогает в борьбе со стрессом.

Исследования University of Colorado at Boulder показали, что люди, регулярно занимающиеся спортом (даже те, кто делал это против своего желания) показывают более высокий уровень сопротивляемости стрессу и различным расстройствам, связанным с уровнем беспокойности.

***

Регулярные физические нагрузки улучшают работу мозга и обновляют его ткани, помогая при этом бороться с депрессиями. Аэробные тренировки улучшают память и ведут к повышению уровня обучаемости, а силовой тренинг учит концентрации на определенной цели.

Вы задумывались, что обычная зарядка по утрам и прогулки по лесу могут влиять на Ваши доходы? Какая связь? Очень даже прочная и закономерная. Мы с Вами уже обсудили, что наш образ жизни влияет на хорошую работоспособность памяти и мозга. В прошлой статье мы поговорили о питании для памяти и работы мозга. Сегодня хочу рассказать о том, какая физическая активность влияет на мозг. Посмотрим, как взаимодействуют спорт и мозг.У людей, ведущих активный образ жизни, в целом, общий уровень интеллектуального развития выше по сравнению с теми, кто такого образа жизни не ведет. Почему, спросите Вы?

Есть обычная, понятная закономерность: во время физической активности к мозгу проливает кровь с питательными веществами и кислородом, а наш мозг потребляет огромное количество кислорода, он ему жизненно необходим. Но это не единственный эффект. Спорт и мозг связаны более сложными взаимовлияниями. Рассмотрим, какими.

Как спорт и физическая активность влияет на мозговую деятельность?

Умеренная, не разрушающая, физическая активность ведет к стимуляции многих органов и тканей организма, в том числе к стимуляции работы нервных клеток мозга, а также к ускорению развития и разветвления нейронных отростков (дендритов).

Причем изначально предполагалось, что данный эффект распространяется на участки мозга, ответственные только за двигательные функции. Но со временем в ходе исследований оказалось, что этот эффект развития нейронных сетей распространяется и на другие области мозга, в том числе на обучение, мышление и память.

То есть во время физической активности начинают усиленно образовываться и расти ответвления наших нервных клеток. А именно их рост и развитие обуславливают все интеллектуальные процессы.

Профессиональный спорт и мозг

Тогда, скажете Вы, профессиональные спортсмены (легкоатлеты, боксеры, лыжники) должны быть сверх интеллектуалами. И будете правы.
Возможности их развития действительно гораздо выше, чем возможности человека, который пролеживает все время на диване.

И, кстати, если Вы прочитаете биографии современных спортсменов, Вы увидите, что это разносторонние личности, которые много чем увлекаются и многие из них достигли значительных успехов вне спорта, просто об этом никому не известно.

Но есть две причины, почему далеко не все из профессиональных спортсменов проявляют высокие интеллектуальные способности. Во-первых, потенциал развития есть у каждого, а вот реализуют его не все. Личностные качества и ценности имеют не меньшее значение, чем наработанные навыки.

Если спортсмен привык после тренировок смотреть телевизор или играть в компьютерные игры, то можно ли говорить о том, что он реализует свои возможности? Да и не всегда в тренировочном графике найдётся время на обучение, чтение и занятия.

Во-вторых, умеренные нагрузки в профессиональном спорте соблюдаются не всегда. В ряде случаев спортсмену регулярно приходится испытывать неимоверные усилия и напряжение. А это как раз только негативно сказывается на работе нервной системы. Поэтому не все является полезным.

Какие последствия хорошей работоспособности мозга?

Качественная и регулярная физическая активность развивает наше тело и мозг. Следствием этого является наше более быстрое, более качественное мышление, ясность мысли, меньшая усталость и большая выносливость интеллектуальных способностей.

Качественное мышление и меньшая усталость приводят к тому, что Вы больше успевает в своих рабочих задачах, обучении, проектах с сохранением качества работы, что в конечном счёте положительно сказывается на Вашем доходе.

Какие виды физической активности являются наиболее полезными?

Гимнастика

Любая даже самая щадящая гимнастика, которую вы выполняете регулярно, способствует улучшению кровообращения во всем организме, в том числе и в головном мозге. Способствует усилению питания мозга.

Ходьба

Особенно на свежем воздухе благоприятная для обогащения клеток кислородом. А кислородное голодание для мозга равносильно деградации. Ведь именно мозг меньше всего может прожить без доступа кислорода.

Свежий воздух — это тот фактор, который имеет мгновенный эффект. Если Вы долго бьетесь над трудной задачей, попробуйте выйти на свежий воздух и медленно прогуляться. Как правило, во время таких прогулок приходит озарение и новые мысли.

Плавание

Сочетание нагрузки на все группы мышц в совокупности с дыхательными нагрузками благоприятно сказывается на кровоснабжении мозга и на его развитии. Плавание и ходьба — самые безопасные виды нагрузок, которые можно применять практически всем.

Дыхательная гимнастика

Снабжает голову кислородом, что во всех отношениях идет на пользу нашей памяти. Не требует дополнительного времени, можно выполнять между делами, в любой обстановке.

Йога

Статические упражнения с растяжкой и развитием гибкости, дополнительными дыхательными техниками обеспечивают развитие как тела, так и Вашего мозга.

Танцы

Любые виды танцев (парные и одиночные) — это превосходное занятие. Помимо всесторонней нагрузки на организм танцы хорошо тренируют координацию, владение телом, благоприятны для осанки часто поднимают нам настроение. И ещё тренируют эстетику движений.

Если Вам позволяет здоровье и время, то Вы можете заниматься любым видом спорта на любительском или полу профессиональном уровне: бег, лыжи, велосипедный спорт, атлетика и многое другое.

Игровые виды спорта (футбол, волейбол, теннис, бадминтон и другие)

Заслуживают отдельного внимания, поскольку сочетают в себе несколько важных моментов: физическую активность, множество положительных эмоций, тренировку внимания и скорости реакции. Также игровые виды спорта часто проходят на свежем воздухе, что крайне полезно для мозга. Поэтому играйте на здоровье!

Чего избегать при занятиях спортом?

Самое главное в любых занятиях физической активностью — это соблюдать ряд правил, чтобы физическое упражнение приносило пользу и не вредило.

1. В спорте не должно быть риска травм , особенно головы (бокс, боевые искусства, экстремальные виды спорта). Если Вы заботитесь о своем интеллекте и при этом желаете заниматься подобными видами спорта, старайтесь максимально обезопасить себя средствами защиты.
2. Занятия должны проходить в таком режиме, чтобы Вы не чувствовали полную истощенность. Хорошее занятие придаёт лёгкую усталость, которая после некоторого отдыха сменяется приливом сил.
3. Отсутствие сильных и частых экстремальных занятий . В некоторой степени экстремальные занятия возможны, но лишь изредка. Частые выброс гормонов стресса, в том числе адреналина вызывает активность нашего мозга, направленную на выживание. Наши же другие интеллектуальные ресурсы, важные для работы и учёбы, отходят на второй план. Вы, думаю, знаете, как трудно сосредоточиться, когда нервничаешь и боишься. Для хорошей работы внимания и памяти необходимо спокойное позитивное настроение. Помните об этом, если часто бываете в стрессовых ситуациях.

Как Вы видите, каждый может найти для себя подходящую физическую активность. Спорт и мозг, спорт и интеллектуальная деятельность замечательно сочетаются и дополняют друг друга. Помните, что любая минимальная активность уже лучше, чем её отсутствие. Даже пятиминутная гимнастика по утрам даёт свой небольшой, но ценный эффект.

Кирилл Стасевич

Зачем мы занимаемся бегом, аэробикой, плаванием? Чтобы лучше выглядеть, сбросить лишний вес, чтобы сосуды и сердце были в порядке… И вряд ли кто-то ходит в фитнес-клуб, чтобы улучшить память или внимание. А ведь давно известно: физические упражнения благотворно влияют не только на тело, но и на психику. Казалось бы, всё очевидно: если человек не злоупотребляет сидячим образом жизни, он меньше болеет, и мозгу от этого только польза. Но связь между физическими упражнениями и психическими функциями, как показали исследования последних лет, может быть более тесной и непосредственной.

Исследований тут масса. Например, в обзорной работе, опубликованной в «British Journal of Sports Medicine» несколько месяцев назад, утверждается, что возрастные ухудшения в когнитивных функциях у людей старше пятидесяти лет можно затормозить с помощью систематической физической активности. Пожилые люди, занимающиеся аэробикой в сочетании с упражнениями на сопротивление, лучше справляются с психологическими тестами, в которых нужно быстро переключаться с одной задачи на другую, тактически мыслить, сосредоточиваться и активно использовать рабочую память (так называют отдел памяти, работающий с актуальной информацией; подробно о том, что такое рабочая память и как она работает, см. «Наука и жизнь» № ). Людей старшего возраста привлекают к таким исследованиям по вполне понятным причинам: с возрастом мозг естественным образом слабеет, и потому становится проще оценивать факторы, которые тормозят этот процесс. Однако похожие данные есть и для молодых людей, и даже для детей. Так, в статье в журнале «Medicine & Science in Sports & Exercise» (апрель 2017 года) говорится, что у детей в возрасте от 9 до 11 лет физическая подготовка и хорошая рабочая память идут рука об руку: если у ребёнка развиты мышцы, то и тесты на память он будет выполнять хорошо и, что немаловажно, демонстрировать успехи в учёбе. (Всё это, конечно, сильно расходится с привычным представлением о глуповатом школьном силаче и умном, но хилом «ботанике».)

В статье в журнале «Neurology» за 2016 год отмечалось, что разница в биологическом возрасте мозга между теми, кто регулярно занимается физическими упражнениями, фитнесом, спортом, и теми, кто физически не активен, может составлять целых десять лет. В то же время важно, что именно человек делает. Несколько лет назад исследователи из университета Питтсбурга (США) сравнили, как в течение года изменялось состояние мозга у пожилых людей, которые либо ходили три раза в неделю на пешую прогулку быстрым шагом (довольно продолжительную - от 30 до 45 минут), либо выполняли упражнения на растяжку. Оказалось, что у тех, кто гулял, некоторые области префронтальной коры и гиппокампа, отвечающие за планирование и память, увеличились в размерах. Увеличение было небольшое, всего 2-3%, и всё же его хватило, чтобы перекрыть возрастное «съёживание» мозга. Гулявшие участники эксперимента показали хорошие результаты и в тестах на пространственную память. У тех же, кто в течение года делал растяжки, гиппокамп продолжил уменьшаться, как это обычно и происходит в пожилом возрасте.

Есть сведения, что физическая активность помогает уменьшить когнитивные нарушения при шизофрении и при болезни Паркинсона; в частности, у больных шизофренией за несколько месяцев вполне умеренных упражнений на 12% увеличивался гиппокамп. Наконец, те, кто занимается спортом, прекрасно знают, что физические упражнения снимают стресс и дают ощущение лёгкой эйфории.

Но почему всё это происходит? Почему благодаря физической активности исчезает стресс, улучшается память, увеличиваются какие-то области мозга? Здесь есть несколько объяснений. Начнём с эмоций и стресса.

Считается, что чувство эйфории, возникающее после длительной физической нагрузки, появляется благодаря эндоканнабиноидам - нейромедиаторным молекулам, которые синтезируются в мозге и действуют на нейроны различных нервных центров. У эндоканнабиноидов много функций: они участвуют в регуляции аппетита, влияют на память, обучение и эмоции и, кроме того, служат своеобразным внутренним обезболивающим, к которому мозг прибегает в самых разных случаях. Физические упражнения стимулируют выброс нейромедиаторов, снижающих тревожность и вызывающих лёгкое чувство радости.

Но есть и другие антистрессовые механизмы, которые включаются при занятиях спортом. Известно, что стресс и депрессия вызывают атрофию нейронов и синапсов: связи между нервными клетками слабеют и рвутся, а новые не образуются. Нервная клетка становится «неконтактной» и ненужной, общее разнообразие нервных цепочек уменьшается, а уменьшение числа нервных контуров в свою очередь сказывается на когнитивных способностях и на умении находить выход из трудных ситуаций. Два года назад исследователи из университета Джорджии (США) показали, что у крыс, которые ведут активный образ жизни, нейроны успешно сопротивляются стрессовому эффекту, сохраняя способность формировать всё новые и новые клеточные контакты. И происходит это благодаря нейропептиду галанину, уровень которого заметно увеличивается после физических упражнений и увеличивается как раз в зонах мозга, отвечающих за борьбу со стрессом. Антистрессовый эффект «фитнеса», обеспеченный галанином, проявлялся и в поведении крыс: животные, несмотря на неприятные обстоятельства, которые им устраивали в эксперименте, были активны и любопытны - иными словами, не очень переживали из-за неприятностей и не тонули в стрессе.

Если говорить о когнитивных функциях и об увеличении некоторых зон мозга, то одно объяснение напрашивается само собой: упражнения ведь заставляют сердце чаще биться, следовательно, в мозге улучшается крово-снабжение и он начинает работать лучше. В пользу такой гипотезы говорят результаты исследователей из Техасского университета в Далласе (США): в 2013 году они опубликовали в журнале «Frontiers in Aging Neuroscience» работу, в которой утверждали, что физические упражнения стимулируют кровоснабжение задней поясной коры и гиппокампа. И там и там усиливался обмен веществ и повышалась активность нейронов. Участники эксперимента, регулярно упражнявшиеся в спортзале, лучше проходили тесты на память, причём изменения происходили именно в такой последовательности: сначала улучшался кровоток, потом - «когнитивка».

Но кровь - это ещё не все. Клетки в нашем теле сами по себе не растут, им нужны молекулярные сигналы - специальные белки, которые действуют на клеточные рецепторы, подталкивая клетки к тем или иным действиям. Белки, стимулирующие рост и развитие нейронов, называются нейротрофинами, и самый активный среди них - BDNF (brain-derived neurotrophic factor, нейротрофический, или нейротропный, фактор мозга). BDNF включает гены, контролирующие рост нервных клеток и формирование новых синапсов, а значит, и нервных цепочек, и он особенно активен в гиппокампе и коре, то есть в областях, отвечающих за обучение и память. Было замечено, что и у животных и у человека уровень BDNF резко возрастает при физических упражнениях, что со скачком BDNF происходит прирост гиппокампа и улучшение когнитивных функций. Эксперименты на мышах показали: уровень сигнального белка остаётся высоким ещё в течение нескольких дней после «фитнеса». В 2013 году в журнале «Cell Metabolism» вышла статья, авторы которой описывали цепочку сигналов от мышц к мозгу. Исследователям удалось определить белок, выделяющийся из работающих мышц, который, действуя через несколько посредников, даёт сигнал специальным клеткам мозга синтезировать этот самый BDNF. То есть мышцы сами по себе дают мозгу стимулирующий сигнал.

Любопытно, что по одной из гипотез человеческий мозг эволюционировал по мере того, как человек становился физически более выносливым. Известно, что у более выносливых животных мозг больше, чем у менее выносливых (разумеется, если мы сравниваем животных примерно одинакового размера). С другой стороны, есть эксперименты по размножению грызунов-«атлетов». Особей, которые неутомимее прочих бегали в беличьем колесе, неоднократно скрещивали между собой, и в результате у потомков появлялись любопытные молекулярные особенности - у них повышался уровень разнообразных ростовых факторов, включая BDNF. В 2012 году в журнале «Proceedings of the Royal Society Biology B» появилась статья с описанием следующего варианта развития событий. Когда наши предки стали охотиться, наиболее удачливыми оказывались те, кто мог долго и упорно бежать, преследуя раненую добычу. Очевидно, самые выносливые особи получали эволюционное преимущество: они лучше питались, приносили добычу группе, пользовались популярностью у противоположного пола и т. д. Их гены переходили из поколения в поколение, в том числе и ген, обеспечивающий высокий уровень BDNF. Белок поначалу работал в мышцах, помогая расти нервам в них (вслед за усилением мышечной ткани должна была усилиться и её иннервация). Однако потом избыток BDNF добрался до мозга, и он резко «пошёл в рост». Конечно, были и другие важные эволюционные факторы, сделавшие человека «мозговитым», но связь мышц и мозга через BDNF вполне могла сыграть свою роль.

Со временем у гена, кодирующего BDNF, стали появляться новые варианты, и сейчас эффект от нейротропного фактора, скорее всего, будет зависеть от того, в каком именно виде ген BDNF достался индивидууму. У этого гена есть особый вариант, который можно найти примерно у 30% людей, - у его носителей некоторые зоны мозга меньше, чем у других, а сам человек более предрасположен к психоневрологическим и нейродегенеративным болезням. Исследователи из Миланского университета обнаружили, что если в геноме есть такой особый ген BDNF, то физические упражнения не действуют против стресса и тревожности. (Учитывая роль белка BDNF в мозге, неудивительно, что от него зависит и стрессовая реакция.) Впрочем, физические упражнения влияют на активность целого ряда генов в мозге, многие из которых не имеют прямого отношения к синапсам и передаче нейронных импульсов. Так что придётся подождать, пока исследователи получат полную картину того, как мышцы действуют на мозг, хотя начать заниматься спортом можно уже прямо сейчас.

Словарик

Синапс - соединение между двумя нейронами или между нейроном и какой-то другой клеткой, где происходит передача нервного импульса с помощью веществ-нейромедиаторов разной природы.

Гиппокамп - область мозга, отвечающая за кратковременную память и превращение её в память долговременную. Кроме того, гиппокамп обеспечивает ориентацию в пространстве и участвует в формировании эмоций.

Префронтальная кора - отдел коры больших полушарий головного мозга, представляющий собой переднюю часть лобных долей. Префронтальная кора чрезвычайно тесно связана с большинством структур мозга, а её основная функция - управление мышлением в целом и регуляция поведения в соответствии с внутренними мотивами и планами.