Влияние физических упражнений на умственное развитие человека

Развитие мозга на практике
Развитие мозга на практике

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 цитаты 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 Сильвестр Сталлоне 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.

© TimesNet.ru

Интересные статьи



Сколько у вашей семьи автомобилей?

  • {$ (item.counter * 100 / total)|number:1 $}% / {$ item.name $}
    {$ item.name $}
{$ total $} {$ vote_pluralize(total) $} / все опросы

Комментарии (0)

Только зарегистрированные пользователи могут задавать вопросы и добавлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь.