Мозговой штурм: как занятия спортом делают нас умнее. Анатомия и физиология Влияние физических упражнений на мозг

Движение – это лекарство для ума. Каждый раз, когда вы не ленитесь давать себе физическую нагрузку, вы тренируете не только своё тело, но и мозг, а значит улучшаете свои умственные способности. Каким же это образом физическая нагрузка влияет на мозг? – спросите вы.

  • Стимулирование роста мозга

По мере того, как мы становимся старше, производство новых клеток мозга замедляется, и наша мозговая ткань уменьшается. Физическая нагрузка может остановить и даже обратить вспять этот процесс. Исследование мозга у здоровых, но малоподвижных людей в возрасте от 60 до 80 лет показало значительное увеличение объема мозга после полугода умеренных физических нагрузок. Исследователи пришли к выводу, что аэробные упражнения связаны с улучшением сердечно-сосудистой деятельности и снижением возрастных изменений в мозге пожилых людей. Кардиотренировки усиливают приток крови к мозгу, которая обеспечивает «поставку» столь необходимого кислорода (мозг потребляет 20 % всего кислорода в вашем теле).

  • Усиление выработки гормона развития мозга

Химическое вещество под названием нейротрофический фактор мозга (BDNF) стимулирует рост и пролиферацию (размножение) мозговых клеток. Особенно активно это происходит в гиппокампе, области мозга, который отвечает за функцию памяти и весьма уязвим к возрастным изменениям. Чем больше вы тренируетесь, тем больше BDNF вырабатывается.

  • Борьба с депрессией и беспокойством

Депрессия ухудшает способность мозга обрабатывать информацию. Кроме всего прочего, мешает сосредоточиться, замедляет процесс принятия решений и вызывает проблемы с памятью. Физическая нагрузка может помочь вам взбодриться умственно и морально. Она стимулирует производство серотонина и дофамина. То есть тех химических веществ, которые влияют на создание хорошего настроения. Кроме того, повышается уровень эндорфинов, помогающих вам чувствовать себя бодро и жизнерадостно.

  • Снижение уровня стресса

Если такие гормоны, как BDNF, омолаживают мозг, другие гормоны, напротив, ускоряют процесс его старения. К ним относятся так называемый стресс-гормон кортизол. Замедленная умственная деятельность, рассеянность и забывчивость нередко вызываются именно стрессом. Физические упражнения снижают уровни кортизола, помогая вам снова адекватно и оперативно мыслить. А ещё физическая нагрузка также помогает производить новые нервные клетки в области мозга, называемой зубчатой ​​извилиной, – это часть гиппокампа, связанная с созданием новых воспоминаний. Под воздействием стресса именно в этой области быстрее всего разрушаются мозговые клетки.

  • Улучшение «исполнительной функции» вашего мозга

Исполнительная функция – это когнитивные способности. Такие как возможность сосредоточиться на сложных задачах, организовываться, абстрактно мыслить и планировать будущие события. Сюда также относится рабочая память, например, способность запоминать номера телефонов. Кстати, когда исследователи анализировали влияние физической активности на исполнительную функцию мозга, они обнаружили, что взрослые люди в возрасте от 55 до 80 лет, которые регулярно давали себе физическую нагрузку, показывали намного лучшие результаты прохождения когнитивных тестов.

  • Повышение чувствительности к инсулину

Когда вы едите, ваше тело превращает большую часть пищи в глюкозу или в крови. А это источник топлива для мозга. Чтобы глюкоза попала в клетки, она должна поддерживаться инсулином. К сожалению, у ряда людей клетки становятся резистентными к инсулину. Потому организму приходится производить его всё больше и больше, следовательно, уровень сахара в крови повышается, а это приводит к диабету 2-го типа. Резистентность к инсулину плохо влияет на мозг. Когда в его клетках переизбыток глюкозы, это может отрицательно влиять на память и мышление. Регулярная физическая нагрузка может повысить вашу чувствительность к инсулину, стабилизируя уровень сахара в крови – минимум в течение 16 часов после одной тренировки. А чем лучше вы контролируете сахар в крови, тем эффективнее вы защищены от возрастного снижения умственных способностей.

5134 0

Благодаря высокоразвитым функциям мозга, человек приобрел свойства восстанавливать свою работоспособность во время физической и умственной активности. Еще И.М. Сеченовым было доказано, что активный организм быстрее восстанавливает свои силы, чем пассивный. Мышечная работа может различно изменять функциональное состояние коры головного мозга. Минимальные мышечные нагрузки вызывают повышение возбудимости коры головного мозга. Длительная и интенсивная мышечная работа вызывает резкое понижение возбудимости и углубление тормозных процессов. И.М. Сеченов говорил: «Источник ощущения усталости помещают обыкновенно в работающие мышцы, я же помещаю его исключительно в центральную нервную систему».

Снижение систематических нагрузок на мышечную систему неизбежно при интенсивной технизации общества. Мышечная система является наиболее мощным источником нервной импульсации, тонизирующей центральную нервную систему человека, и в первую очередь ее эмоциональные центры. Поэтому недогрузка мышечного аппарата лишает эти центры того положительного заряда, который необходим человеку для преодоления жизненных «психологических барьеров». В этих условиях многие отрицательные раздражители приобретают сверхсильный характер и действуют невротизирующим образом.

Особое внимание на гипокинезию было обращено в связи с началом космической эры. При острой 120-дневной гипокинезии человека обнаружены нарушения высшей нервной деятельности и невротические расстройства, ухудшение внимания, памяти, дисфункция вегетативной нервной системы, нарушения регуляции деятельности сердца и тонуса сосудов. Активная деятельность мышц предупреждает эти расстройства.

Интенсивная мышечная деятельность способна в значительной мере нейтрализовать изменения гомеостаза, вызванные эмоциональным напряжением, и погасить возникающую «эмоциональную бурю». Недаром и житейские наблюдения, специальные исследования свидетельствуют о важнейшей роли мышечной работы в качестве средства, снижающего напряжение.

Физические нагрузки успокаивают и даже помогают переносить душевные травмы. Стресс, падающий на одну систему, помогает отдыхать другой. Работа также нужна человеку для нормальной жизнедеятельности, как нужны воздух, сон, еда, общение. Функции мозга приходят в расстройство и в состояние хаоса, если мы не используем его постоянно для достойных занятий.

Физические тренировки оказывают благотворное действие на эмоциональную сферу человека. Современным людям, подверженным стрессам и волнениям, нужен способ сохранения душевного спокойствия и свободы от тревог. Но находящийся под давлением интеллект и эмоции постоянно выходят из равновесия, подобно некоему психологическому маятнику. Периодически многие утрачивают эмоциональную гармонию, что снижает уровень жизненной энергии, целеустремленность. Решение проблемы часто оказывается невероятно простым: требуется всего-навсего хороший сон, физическая нагрузка и рациональное питание.

Довольно часто раздражительность и потеря желания работать могут быть результатом низкой двигательной активности. Люди, начавшие бегать, плавать или использовать другую нагрузку на выносливость, обычно становятся более настойчивыми. При этом, вероятно, происходит не только увеличение физических ресурсов организма, но и расширение психических резервов человека.

Древние греки высекли когда-то на камне слова: «Хочешь быть здоровым — бегай. Хочешь быть красивым — бегай. Хочешь быть умным — бегай».

Один пример

В Мюнхене был проведен интересный эксперимент, в результате которого все 750 малышей, научившиеся плавать раньше, чем ходить, по уровню умственного развития оказались выше среднего. То же было отмечено и в развитии малышей, начавших ходить со дня рождения. Известно, что движения, особенно движения пальцев рук, сами по себе необыкновенно сильно стимулируют развитие мозга.

Обратите внимание на ваших коллег, находящихся в хорошем физическом состоянии. На службе они чаще всего считаются наиболее надежными и работоспособными. Исследования, проведенные среди рабочих, показывают, что наиболее тренированные и физически здоровые люди встречают каждый день с большим энтузиазмом и с верой в благополучие. Они в состоянии убрать из своей жизни скуку и монотонность, так как выносливость помогает им поддерживать высокий уровень энергии и интерес к тому, чем они занимаются в течение дня. Эти люди обычно бодры и общительны, да и болеют они реже, чем их менее подвижные товарищи. Такие рабочие более аккуратны и более работоспособны.

Есть серьезное основание думать, что психологический эффект от физических упражнений — явление реальное. В последнее время исследования врачей и физиологов спорта приблизили нас к необходимому научному пониманию единства психического и физического здоровья. У участников оздоровительных программ аэробики отмечаются положительные изменения эмоционального состояния: значительно улучшается сон, появляется ощущение внутреннего благополучия, уменьшается напряжение, снимается депрессия, повышается самооценка, появляется чувство благополучия, удовлетворенность жизнью, развивается умение справляться со стрессом.

Методы психологического тренинга и аэробная тренировка оказывают сходное благоприятное влияние. Известный физиолог спорта Сайм сделал вывод: «Возможно, бег трусцой — хорошее профилактическое средство для людей с повышенной возбудимостью». Аэробные упражнения действительно положительно влияют на эмоциональное и психологическое равновесие личности.

Однако не следует провозглашать только культ тела. Древнегреческий философ Сенека говорил: «Угождайте же телу лишь настолько, насколько нужно для поддержания его крепости, и такой образ жизни считайте единственно здоровым и целебным. Слишком многое порабощает раба собственного тела — того, кто слишком за него боится и все мерит его меркой. Чрезмерная любовь к нему тревожит нас страхами, обременяет заботами, обрекает на позор. К тому же груз плоти, вырастая, угнетает дух и лишает его подвижности... тело, хоть без него и не обойтись, для нас более необходимо, чем важно... Наш царь — это душа». Именно душа управляет телом. Следовательно, внимание к телу оправдано лишь при том условии, если это способствует укреплению психики. Таким образом, при всей важности крепкого и здорового тела, способствующего развитию крепости и силы духа, ведущая, главенствующая роль в жизни человека отводится именно духу.

Однако не всегда большой ум сопровождается такой же силой духа. В подобных случаях развивается тягчайшая дисгармония между телом и духом и в конечном счете заканчивается трагедией. Примером тому может служить жизнь немецкого философа Ницше. О своем уме он писал как о проявлении высшей человеческой возможности. В одной из его книг имеется глава, которая называется «Отчего я так умен». Тем не менее его отношение к своему мозгу и своему телу было поистине антиинтеллектуальным. В результате к 35 годам он потерял сон и аппетит. В течение 11 лет он ни разу не ложился спать без приема снотворных. В 45 лет он тяжело заболел психически.

Для плодотворного труда необходимо правильное чередование работы с отдыхом. Частые и короткие паузы в работе более предпочтительны, чем редкие, хотя и длинные. И.П. Павлов писал: «Всю мою жизнь я любил и люблю умственный и физический труд и, пожалуй, даже больше второй... А особенно чувствовал себя удовлетворенным, когда в последний вносил какую-нибудь хорошую догадку, т.е. соединяя голову с руками».

Однако одна физкультура без правильного питания, без отказа от алкоголя и курения не может обеспечить хорошее здоровье. Благодаря изменению режима питания и физкультурным программам, в США удалось на одну четверть снизить смертность от ишемической болезни сердца и увеличить среднюю продолжительность жизни американцев.

Многочисленные клинические наблюдения и соответствующие статистические данные свидетельствуют о том, что физические тренировки и физически активный образ жизни — один из наиболее эффективных способов предупреждения развития таких заболеваний, как гипертоническая болезнь, атеросклероз, ожирение и др. Например, в США удачно были проведены оздоровительные мероприятия, в том числе выполнение программ физической активности. В результате произошли значительные изменения в состоянии здоровья населения. Так, между 1968 и 1977 гг. наблюдалось снижение смертности от сердечно-сосудистых заболеваний на 23%, от инсультов — на 36%, от гипертонии — на 48%.

Кроме того, за период с 1971 по 1979 г. продолжительность жизни американцев увеличилась на 2,7 года, что почти в 3 раза превышает рост этого показателя за любое предшествующее десятилетие. В чем причина такого прогресса? Специалисты отмечают влияние следующих факторов: люди стали меньше курить, большинство знает о роли регулярного измерения АД, уменьшилось содержание холестерина в потребляемых продуктах питания, многие научились распознавать признаки стресса и лучше с ним справляться, возросла приверженность американцев к аэробным упражнениям (с 25% в 1968 г. до 47% — в 1977 г.).

Физические тренировки усиливают иммунную защиту организма, повышают его устойчивость к инфекционным болезням, к воздействию различных факторов внешней среды (ионизирующая радиация, климатические катаклизмы и др.).

Компенсаторно-приспособительные механизмы при воздействии физических напряжений проявляются не только в реакциях организма на физические нагрузки, но и (что является основой тренированности) в виде длительных преобразований уровня деятельности организма и механизмов регуляции с изменениями в органах и системах не только функциональными, но и морфологическими.

Двигательная активность — это постоянный процесс приспособления организма к изменяющимся условиям окружающей среды, направленный на бесконечное совершенствование приспособительных механизмов. В течение всей истории развития человечества двигательная функция нервно-мышечного аппарата была одним из важных социально-биологических факторов, формировавших организм и игравших важную роль в поддержании равновесия между организмом и внешней средой и в регулировании процессов, происходящих во внутренней среде организма. Велика ее роль и в повышении резистентности организма к действию ряда неблагоприятных факторов внешней среды. Единственный способ борьбы с гипокинезией (гиподинамией) — двигательная активность, представляющая собой не случайный набор движений, а системную, обусловленную объективными закономерностями, организацию физической деятельности.

«Гимнастика есть целительная часть медицины» (Платон). Физическую культуру как лечебное средство применяли еще врачи древности. Большое значение целебной силе дозированных физических упражнений придавал Авиценна, широко применявший их для возвращения здоровья своим больным. Физические упражнения для укрепления здоровья больных применял знаменитый римский врач Гален. Он писал: «Тысячи и тысячи раз возвращал я здоровье своим больным посредством упражнений».

Современная медицина рассматривает лечебную физкультуру как одно из основных средств функционального лечения различных заболеваний. «Физические упражнения могут заменить множество лекарств, по ни одно лекарство не может заменить физические упражнения» (А. Мосер).

Кроме того, лечебная физкультура является важной составной частью комплекса мероприятий вторичной профилактики и стабилизации. Этот метод функциональной терапии является естественным и физиологичным для организма. Выбор видов лечебной физкультуры должен проводиться индивидуально с учетом характера, стадии болезненного процесса, наличия осложнений, функционального состояния сердечно-сосудистой системы и аппарата дыхания. Разумеется, что следует соблюдать последовательность и регулярность при выполнении физических упражнений.

Лисовский В.А., Евсеев С.П., Голофеевский В.Ю., Мироненко А.Н.

М озговую активность часто сравнивают с работой мышц. Именно на этом сравнении держится вся система образования, которая предполагает, что школьники должны целыми днями сидеть, сгорбившись за партами. Считается, что математика и чтение более полезны и могут улучшить работу мозга в большей степени, чем бег, игры и обучение в движении.

Однако такая аналогия не совсем работает. Чтобы увеличить бицепсы, их необходимо сгибать. Когда дело касается мозга, непрямой подход может оказаться неожиданно эффективным. В частности, тренировка мышц может быть очень полезна для серого вещества.

Новые научные исследования помогут вам выбрать наилучшие способы физической подготовки для успешного решения проблем, требующих умственного напряжения.

Ученые показывают, что такие состояния, как эйфория бегуна и умиротворение йога, оказывают глубокое влияние на мозг. Более того, конкретные физические упражнения могут заметно изменить структуру мозга.

Появилась целая серия исследований неожиданных связей между умственным и физическим здоровьем. Результаты этих исследований могут послужить хорошим стимулом для увеличения активности. Они также помогут выбрать наилучшие физические упражнения для подготовки к решению умственных задач, таких как экзамены, собеседования и творческие проекты.

1. Тренируйте память

Часть мозга, которая более всего реагирует на аэробные упражнения, – это гиппокамп. Хорошо контролируемые эксперименты среди детей, взрослых и пожилых людей показывают, что эта часть мозга увеличивается в размерах при улучшении физической формы. Поскольку гиппокамп является главным элементом системы обучения и памяти, это открытие отчасти объясняет эффект улучшения памяти при укреплении сердечно-сосудистой системы.

Помимо медленного увеличения памяти на вашем «жестком диске», упражнения могут иметь непосредственное влияние на формирование памяти. Немецкие исследователи показали, что ходьба или езда на велосипеде во время, но не перед обучением, помогают лучше усваивать и запоминать новые иностранные слова. Поэтому тренируйтесь во время учебы. Но не переусердствуйте: интенсивные тренировки могут увеличить напряжение и негативно отразиться на способности запоминать.

2. Повышайте концентрацию

Помимо улучшения памяти, упражнения могут помочь вам лучше концентрироваться на задании. Наиболее убедительными с научной точки зрения выглядят исследования, проведенные со школьниками, но, скорее всего, то же самое относится ко всем возрастам. Занятия с 20-минутными перерывами на аэробные упражнения улучшили концентрацию внимания у голландских школьников. Между тем, в ходе большого рандомизированного контролируемого исследования в США были изучены последствия ежедневных занятий спортом после уроков в течение учебного года. Естественно, физическая форма детей улучшилась. Менее предсказуемым стало повышение уровня самоконтроля ( ). Дети стали меньше отвлекаться на внешние раздражители, смогли выполнять сразу несколько задач, а также улучшили навыки запоминания и использования информации.

И если все это кажется тяжелым трудом, для того, чтобы воспользоваться плодами упражнений на тренировку внимания, вам не придется даже сбивать дыхание. Всего 10 минут игровых упражнений на развитие концентрации, например, удары мячом об пол одновременно двумя руками, улучшили концентрацию внимания большой группы немецких подростков.

3. Улучшайте душевное здоровье

Нравится вам это или нет, физическая активность может иметь сильное воздействие на настроение. Эйфория бегуна – чувство восторга, которое наступает после длительных и интенсивных нагрузок – абсолютно реальное явление. Его испытывают даже мыши. Однако оно может происходить не из-за «эндорфиновой лихорадки». Уровни выработанных организмом опиатов повышаются в кровотоке, но неясно, сколько эндорфинов на самом деле попадает в мозг. В то же время последние свидетельства указывают на приятное и болеутоляющее возбуждение эндоканнабиноидной системы: психоактивного рецептора каннабиса.

А как насчет йоги? Помогает ли она при стрессе? При возникновении тревоги повышается уровень напряжения, ускоряется сердцебиение и снижается концентрация внимания. Реакция организма на стресс, которая носит название «борьба или бегство», является автоматической, но это не значит, что ее совсем нельзя контролировать.

Йога учит контролю движения и дыхания с целью включения режима «релаксации» тела. Появляется все больше научных подтверждений пользы от йоги. Например, в ходе исследования 2010 года участники ежедневно занимались йогой и медитацией ( ) в течение 8 недель. Помимо снижения уровня стресса, сканирование мозга показало уменьшение в размерах миндалевидного тела, области мозга, которая играет большую роль в появлении стресса, страха и беспокойства.

Физические упражнения также кажутся многообещающим способом борьбы с депрессией. Мета-анализ 2013 года позволил сделать осторожные выводы, что физические упражнения – аэробные и на сопротивление – были «умеренно эффективными» в устранении симптомов депрессии. Поразительно, но упражнения оказались такими же эффективными, как антидепрессанты и психологические методы лечения. Авторы исследования считают, что эта область требует более тщательного изучения.

4. Развивайте творческое мышление

Торо, Ницше и многие другие творческие люди утверждали, что ходьба «окрыляет» воображение. В прошлом году психологи доказали это утверждение экспериментально. Ходьба, будь то по беговой дорожке или вокруг студенческого городка Стэнфордского университета, улучшает дивергентное мышление, т.е. способность находить множество решений одной и той же проблемы. Правда, она не оказывает никакого воздействия на конвергентное мышление. Поэтому если вы изо всех сил пытаетесь найти одно единственное решение, легкая прогулка вряд ли вам в этом поможет.

5. Остановите снижение когнитивных способностей

Особенно убедительными являются доказательства того, что поддержание физической формы способствует здоровью мозга в старости. Наиболее явной представляется связь между аэробными упражнениями и сохранением когнитивных способностей. Тренировки не должны быть экстремальными: 30-45 минут быстрой ходьбы, три раза в неделю, могут помочь предотвратить истощение психического здоровья и отсрочить наступление старческого слабоумия. Приучите свой организм к регулярным тренировкам, и результаты не заставят себя ждать. Эффект станет виден еще до появления первых признаков снижения когнитивных способностей, связанного с возрастом.

Польза не ограничивается укреплением легких и сердца. Упражнения для улучшения координации и гибкости оказали явно положительное влияние на структуру мозга и когнитивные функции большой группы пожилых людей в Германии. Силовые тренировки два раза в неделю имеют видимый эффект на нервную систему. Танцы также могут оказывать восстановительное действие для стареющего мозга. Всего один час занятий танцами в неделю на протяжении полугода не особо увеличил аэробную выносливость пожилых участников, зато физические нагрузки и взаимодействие с другими людьми способствовали духовному благополучию.

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.