Как физические упражнения тренируют ваш мозг?

Итак, вы можете считать, что прямой путь к повышению умственной активности и хорошая тренировка памяти – чтение книг, причем в большом количестве. Но, оказывается, этого отнюдь не достаточно.

Швейцарские нейрофизиологи утверждают, что хорошее физическое состояние организма, а особенно сердечно-сосудистой системы, не только благоприятно влияет на мозг, но и может способствовать росту новых нервных клеток (нейронов).

Другими словами, регулярные пробежки или тренировки в спортивном зале улучшают как физическое, так и умственное (психическое) здоровье. Какова же природа такой взаимосвязи?

Упражнения могут повышать выделение в мозге особых веществ, которые, в свою очередь, усиливают его деятельность. С 2003 года в течение девяти лет Ингегард Эрикссон из Университета города Мальмё (Швеция) обследовала 220 детей, учащихся 1-3-х классов.

91 ребенок занимался физкультурой два раза в неделю. Остальные 129 тренировались ежедневно и имели возможность увеличивать нагрузки для развития двигательных способностей.

Как и ожидалось, ученики из второй группы показали более высокий уровень физической подготовки, чем их ровесники. Более того, при проведении повторных тестов, когда эти дети учились уже в девятом классе, обнаружилось, что обследуемые из второй группы показывали лучшие результаты в обучении.

Наблюдения Эрикссон этим не ограничились. Она выяснила, что большая физическая нагрузка повысила способность детей к умственной концентрации. Во втором классе эти ученики гораздо лучше, чем их сверстники, читали и говорили по-английски и по-шведски, решали сложные математические задачи.

Связь между физическим состоянием человека и его мозговой активностью была подтверждена и в более поздних исследованиях, проведенных также в Швеции в 2009 году Микаэлем Нилссоном и Георгом Кюхом из Университета Гётеборга.

Они обследовали 1,2 миллиона 18-летних юношей, готовящихся к службе в армии. У испытуемых с помощью тестов проверяли физическое и умственное развитие, а также оценивали способности к решению логических задач. Результаты показали прямую зависимость: познавательные способности мозга увеличиваются с улучшением состояния сердечно-сосудистой системы.

Чтобы подтвердить свои выводы, ученые просмотрели данные о физическом и психическом состоянии молодых людей за предыдущие три года. Оказалось, что юноши, поддерживавшие высокий уровень физической активности, и в умственном отношении выглядели достойно, тогда как ленивые деградировали.

Получается, что если вы хотите развить свои интеллектуальные способности, то нельзя ограничивать себя однообразными физическими упражнениями, а особое внимание следует обратить на те, что тренируют сердечно-сосудистую систему. Быстро ходите, бегайте трусцой, приседайте – словом, нагружайте сердце, не давайте ему расслабляться и стареть.

Интересные исследования провели в американском университете штата Джорджия в 2011 году. Дети с избыточным весом в возрасте 7-11 лет лучше проходили тест на сообразительность, если перед ним немного побегали, поиграли в подвижные игры.

Участников этого эксперимента разбили на три группы. Первая группа занималась физкультурой в течение 13 недель по 40 минут ежедневно, вторая – по 20 минут, а третья, контрольная, отдыхала. Оказывается, не нужно подвергать себя изнуряющим нагрузкам, чтобы улучшить работу мозга. Достаточно 20-минутной ходьбы в быстром темпе непосредственно перед тестированием, и показатель активности мозга увеличивается на 5%.

Еще одно интересное исследование американские ученые провели, используя магнитно-резонансный томограф. Были изучены структуры мозга 9-10-летних детей, разделенных на две группы: с хорошей и слабой физической подготовкой.

Сканировали одну из структур мозга – базальное ядро, отвечающее за внимание и двигательную активность. У 75% обследованных детей, хорошо развитых физически, базальное ядро было заметно увеличено.

Физическое здоровье способствует лучшей работе мозга не только у детей. Американские ученые выяснили, что если пожилые люди регулярно занимаются физкультурой, особенно на свежем воздухе, они демонстрируют лучшие результаты при тестировании памяти.

Причину связывают с активизацией во время занятий особой области мозга – гиппокампа, отвечающего за запоминание. Гиппокамп с возрастом «сжимается», что приводит к ухудшению памяти, а физические упражнения помогают оптимизировать работу определенных мозговых центров.

В 2009 году физиологи университетов Иллинойса и Питтсбурга (США) после обследования группы пожилых людей с хорошей физической подготовкой обнаружили у них высокие способности к запоминанию и не слишком уменьшившийся гиппокамп.

Участники эксперимента должны были запоминать расположение цветных точек на экране компьютера. Изображение появлялось на очень короткий промежуток времени. Лучшие результаты показали люди, имевшие наибольший размер гиппокампа.

Ученым хорошо известно, что мозг пластичен – он постоянно меняется из-за образования новых связей между нейронами, его отдельные части могут увеличиваться или уменьшаться в размере.

Такие перемены тесно связаны с обучаемостью: как только вы освоили или запомнили что-то новое, это мгновенно сохраняется в мозге с помощью роста или изменения его нейронов.

Таким образом, если хорошая физическая форма поддерживает хорошее психическое состояние, а оно, в свою очередь, связано с размером определенных участков мозга, следует ожидать, что физические упражнения будут способствовать росту и улучшению работы мозга.

Нейрофизиологи, изучавшие связь между размером гиппокампа и памятью у пожилых людей, продолжили свои исследования в 2011 году. Для эксперимента отобрали 120 человек в возрасте «далеко за 60», не занимающихся физкультурой регулярно, а находящихся в движении около 30 минут в день.

Их разделили на две равные группы – активную и пассивную. Активная ежедневно занималась быстрой ходьбой в течение 40 минут, при этом скорость сердечных сокращений у них увеличивалась на 60-75%.

Люди из пассивной (контрольной) группы выполняли упражнения на растяжение, удерживали равновесие, словом, не слишком перетруждались. Скорость сердечных сокращений у них при этом почти не менялась.

Через год с помощью магнитно-резонансного томографа и теста на запоминание ученые исследовали влияние, которое упражнения оказали на гиппокамп и память участников эксперимента.

Результаты оказались поразительными. В пассивной группе размер гиппокампа уменьшился в среднем на 1%, а в активной увеличился на 2%. Способности к запоминанию изменились соответственно. Это еще раз подтвердило вывод о том, что физическая нагрузка способствует улучшению работы мозга. Но как это происходит?

Чтобы ответить на этот непростой вопрос, ученые измеряли уровень BDNF (англ. brain-derived neurotrophic factor) – нейротропного фактора мозга – в крови участников эксперимента.

BDNF – белок, который вырабатывается в мозге, стимулирует и поддерживает развитие нейронов. Он особенно активен в гиппокампе, а болезнь Альцгеймера и проблемы с памятью связаны с его малым количеством.

Ученые показали, что уровень BDNF в крови четко связан с размером гиппокампа и физической подготовкой испытуемого. Чем выше (в разумных пределах) нагрузки, тем больше вырабатывается BDNF, тем лучше память и обучаемость человека.

Пройдет немало времени, прежде чем будет до конца понятно, каким образом физические упражнения улучшают и память, и умственные способности у людей любого возраста, но данный факт доказан. Это работает! Поэтому бегайте, ездите на велосипеде, плавайте. Ваши тело и мозг скажут вам огромное спасибо.