Zostavte si svaly, postavte si mozog

Telo bolo navrhnuté tak, aby sa tlačilo, a keď tlačíme na naše telá, tlačíme aj na naše mozgy. Učenie a pamäť sa vyvinuli v súčinnosti s motorickými funkciami, ktoré našim predkom umožnili vystopovať jedlo. Pokiaľ ide o naše mozgy, ak sa nehýbeme, nie je potrebné sa nič učiť.

Pri výskume porúch pohybu a nedostatku pozornosti (ADHD alebo ADD) sme sa naučili, že cvičenie zlepšuje učenie na troch úrovniach: Optimalizuje vaše myslenie tým, že zlepšenie bdelosti, pozornostia motivácia. Pripravuje a povzbudzuje nervové bunky, aby sa navzájom spájali, čo je bunkový základ pre získavanie nových informácií. A to podnecuje vývoj nových nervových buniek z kmeňových buniek v hippocampe, oblasti mozgu súvisiacej s pamäťou a učením.

Niekoľko progresívnych škôl experimentovalo s cvičením, aby zistilo, či cvičenie pred vyučovaním zvyšuje čitateľskú schopnosť dieťaťa a jej výkon v iných predmetoch. Hádaj čo? Robí.

Teraz vieme, že mozog je flexibilný alebo plastický, na rozdiel od neurovedcov - viac Play-Doh ako porcelán. Je to prispôsobivý orgán, ktorý sa dá formovať vstupom takmer rovnakým spôsobom, ako sa dá vyrezávať sval zdvíhaním činiek. Čím viac ho používate, tým silnejšie a flexibilnejšie sa stáva.

Ako vedci kedysi predstavovali, ani zďaleka nie je drôtová Mozog ADHD je neustále prepájaný. Som tu, aby som vás naučil, ako byť svojím vlastným elektrikárom.

[Vezmite to vonku! Liečba ADHD cvičením]

Cvičenie: Droga pre váš mozog?

Je to všetko o komunikácii. Mozog je tvorený stovkou miliárd neurónov rôznych typov, ktoré sa spolu zhovárajú prostredníctvom stoviek rôznych chemikálií, ktoré riadia naše myšlienky a činy. Každá mozgová bunka by mohla dostať vstup od stotisíc ďalších predtým, ako vypáli svoj vlastný signál. Spojenie medzi vetvami buniek je synapsiou a tu sa guma stretáva s cestou. Funguje to tak, že elektrický signál zostrelí axón, odchádzajúcu vetvu, až na ňu dosiahne synapsiu, kde neurotransmiter prenáša správu cez synaptickú medzeru v chemikáliách tvoriť. Na druhej strane, na dendrite alebo prijímacej vetve, sa neurotransmiter zapojí do receptora - ako kľúč do zámku - a tým sa otvárajú iónové kanály v bunkovej membráne, aby sa signál zmenil naspäť elektrina.

Približne 80 percent signalizácie v mozgu vykonávajú dva neurotransmitery, ktoré sa navzájom vyrovnávajú účinok: Glutamát vyvoláva aktivitu, aby sa začala signalizačná kaskáda, a kyselina gama-aminomaslová (GABA) sa zovrie aktivitu. Keď glutamát vysiela signál medzi dvoma neurónmi, ktoré predtým nehovorili, aktivuje sa pumpa. Čím častejšie sa spojenie aktivuje, tým silnejšia je príťažlivosť. Ako sa hovorí, neuróny, ktoré spolu strieľajú, sa spolu spoja. Vďaka tomu je glutamát kľúčovou zložkou pri učení.

Psychiatria sa viac zameriava na skupinu neurotransmiterov, ktoré pôsobia ako regulátory - na signalizačný proces a na všetko ostatné, čo mozog robí. Sú to serotonín, noradrenalín a dopamín. A hoci neuróny, ktoré ich produkujú, tvoria iba jedno percento zo stoviek miliárd buniek mozgu, tieto neurotransmitery majú silný vplyv. Mohli by nariadiť neurónu, aby vyrobil viac glutamátu, alebo by mohli neurón zefektívniť alebo zmeniť citlivosť jeho receptorov. Môžu znížiť „šum“ v mozgu alebo naopak zosilniť tieto signály.

Hovorím ľuďom, že ísť na beh je ako vziať si trochu Prozac a trochu Ritalin pretože rovnako ako lieky, aj cvičenie zvyšuje tieto neurotransmitery. Je to praktická metafora, aby ste sa dostali k veci, ale hlbšie vysvetlenie je, že cvičením sa vyrovnávajú neurotransmitery - spolu so zvyškom neurochemikálií v mozgu.

[Cvičenie a spánok: Lepšia terapia mozgu, ktorú vaše dieťa potrebuje]

Ako sa mozog učí a vytvára spomienky

Rovnako dôležité, ako sú neurotransmitery, je ďalšia trieda master molekúl, ktorá za posledných 15 rokov dramaticky zmenila naše chápanie spojení v mozgu. Hovorím o rodine proteínov označovaných ako „faktory“, z ktorých najvýznamnejším je neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu (BDNF). Zatiaľ čo neurotransmitery vykonávajú signalizáciu, neurotrofíny, ako napríklad BDNF, budujú a udržiavajú samotnú infraštruktúru.

Keď vedci zistili, že BDNF je prítomný v hippocampe, oblasti mozgu Pokiaľ ide o pamäť a učenie, vydali sa testovať, či to bola nevyhnutná zložka proces. Učenie si vyžaduje posilnenie afinity medzi neurónmi prostredníctvom dynamického mechanizmu nazývaného dlhodobá potenciácia (LTP). Keď je mozog požiadaný o informácie, dopyt prirodzene spôsobuje aktivitu medzi neurónmi. Čím viac aktivity, tým silnejšia je príťažlivosť a tým ľahšie je pre signál vystreliť a vytvoriť spojenie.

Povedzme, že sa učíte francúzske slovo. Keď to prvýkrát počujete, nervové bunky najali na nový obvodový oheň medzi sebou signál glutamátu. Ak už toto slovo nikdy nepraktizujete, príťažlivosť medzi synapsiami sa zníži, čím sa oslabí signál. Zabudneš.

Objav, ktorý udivoval výskumníkov pamäti - a vyniesol neurovedec Columbia University Eric Kandel podiel na 2000 Nobelovej ceny - je to, že opakovaná aktivácia alebo prax spôsobuje, že samotné synapsie sa zväčšujú a posilňujú prípojky. Neurón je ako strom, ktorý má namiesto listov synapsie pozdĺž svojich dendritických vetiev. Nakoniec vyrastú nové vetvy, čím sa poskytne viac synapsií na ďalšie spevnenie spojení. Tieto zmeny sa nazývajú synaptická plasticita, ktorá je v centre pozornosti BDNF.

Vedci hneď na začiatku zistili, že ak rozstrekujú BDNF na neuróny v Petriho miske, bunky automaticky pučia nové vetvy a vytvárajú rovnaký štrukturálny rast, aký sa vyžaduje pri učení. Hovorím BDNF Miracle-Gro za mozog. BDNF sa tiež viaže na receptory v synapsii, uvoľňuje tok iónov, aby sa zvýšilo napätie a okamžite sa zvýšila sila signálu. Vo vnútri bunky BDNF aktivuje gény, ktoré vyžadujú produkciu väčšieho množstva BDNF, ako aj serotonínu a proteínov, ktoré vytvárajú synapsie. BDNF riadi dopravu a inžinierov aj na cestách. Celkovo zlepšuje funkciu neurónov, podporuje ich rast a posilňuje a chráni ich pred prirodzeným procesom bunkovej smrti.

Čím viac vaše telo cvičí, tým lepšie sú vaše mozgové funkcie

Ako teda mozgový zosilňovač zvyšuje zásobu BDNF? Cvičenie. V roku 1995 som robil výskum pre svoju knihu, Používateľská príručka k mozgu, keď som narazil na jednostránkový článok v časopise príroda o cvičení a BDNF u myší. Tam bolo sotva viac ako stĺpec textu, napriek tomu to hovorilo všetko. Podľa autora štúdie, Carl Cotman, riaditeľ Inštitút pre starnutie mozgu a demenciu na Kalifornskej univerzite v Irvine sa zdalo, že cvičenie pozdvihuje mozog zázrakom Miracle-Gro alebo BDNF.

Tým, že Cotman ukázal, že toto cvičenie iskrálo hlavnú molekulu vzdelávacieho procesu, BDNF, pritĺkal biologické spojenie medzi pohybom a kognitívnou funkciou. Začal experiment na meranie hladín BDNF v mozgu myší, ktoré fungujú.

Na rozdiel od ľudí sa hlodavcom zdá, že si užívajú fyzickú aktivitu, a Cotmanove myši bežali niekoľko kilometrov za noc. Keď im boli do mozgu vstreknuté molekuly, ktoré sa viažu na BDNF a skenované, nielen skenovanie bežiace hlodavce vykazujú zvýšenie BDNF v porovnaní s kontrolami, ale čím ďalej sa myši pohybovali, tým vyššie boli hladiny boli.

Ako sa príbehy BDNF a cvičenia vyvíjali spolu, vyšlo najavo, že molekula nebola dôležitá iba na prežitie neurónov, ale aj na ich rast (pučanie nových vetiev), a teda na učenia. Cotman to ukázal cvičenie pomáha mozgu učiť sa.

„Jednou z významných čŕt cvičenia, ktorá sa v štúdiách niekedy neuznáva, je zlepšenie miery učenia sa a myslím si, že je to skvelá správa, ktorú si môžem vziať domov,“ hovorí Cotman. „Pretože to naznačuje, že ak ste v dobrej kondícii, budete sa môcť učiť a pracovať efektívnejšie.“

V štúdii z roku 2007 nemeckí vedci skutočne zistili, že ľudia sa učia slovnú zásobu o 20 percent rýchlejšie po cvičení ako pred cvičením a že miera učenia priamo korelovala s úrovňami BDNF. Spolu s tým majú ľudia s génovou variáciou, ktorá ich oberá o dostatočnú hladinu BDNF, nedostatok vedomostí. Bez takzvaného Miracle-Gro sa mozog uzavrie pred svetom.

To však nehovorí, že ísť na beh vás zmení na génius. „Nemôžete len vstreknúť BDNF a byť múdrejší,“ zdôrazňuje Cotman. „Pri učení musíš na niečo reagovať iným spôsobom. Ale niečo tam musí byť. “A bez pochýb, na čom je niečo dôležité.

Objavovanie sily zmeniť mozog

Vedci sa vracajú do Ramón y Cajal - ktorí v roku 1906 získali Nobelovu cenu za to, že centrálny nervový systém bol tvorený jednotlivé neuróny, ktoré komunikujú v tom, čo nazval „polarizované križovatky“ - teoretizovali, že učenie zahŕňa zmeny v synapsiách. Napriek oceneniam, väčšina vedcov si to nekúpila. Trvalo psychológovi Donaldovi Hebbovi, aby narazil na prvý náznak dôkazu.

Laboratórne pravidlá boli v tých časoch voľné a Hebb si zjavne myslel, že by bolo fajn, keby si priniesol domov nejaké laboratórne potkany ako dočasné zvieratá pre svoje deti. Usporiadanie sa ukázalo ako vzájomne prospešné: Keď vrátil potkany do laboratória, Hebb si všimol, že v porovnaní so svojimi rovesníkmi v klietkach vynikali v testoch učenia. Nová skúsenosť s tým, že sa s nimi nejako manipuluje a hrá sa s nimi, zlepšila ich učebné schopnosti, čo Hebb interpretoval tak, že to zmenilo ich mozgy. V jeho uznávanej učebnici z roku 1949 Organizácia správania: neuropsychologická teória, opísal tento jav ako „plasticitu závislú od použitia.“ Teória bola taká, že sa synapsie preusporiadali pod stimuláciou učenia.

Hebbova práca súvisí s cvičením, pretože fyzická aktivita sa považuje za nový zážitok, aspoň pokiaľ ide o mozog. V 60. rokoch skupina psychológov v Berkeley formalizovala experimentálny model s názvom „obohatenie životného prostredia“ ako spôsob testovania plasticity závislej od použitia. Skôr než si vzali hlodavce domov, vedci vybavili svoje klietky hračkami, prekážkami, skrytým jedlom a jazdiacimi kolesami. Zvieratá tiež zoskupili, aby sa mohli stýkať a hrať sa.

Nebol to však všetok mier a láska, a nakoniec sa rozobrali mozgy hlodavcov. Laboratórne testy ukázali, že žijú v prostredí so zmyslovými a sociálnymi stimulmi, zmenili štruktúru a funkciu mozgu. Potkany si vedeli lepšie osvojiť úlohy a ich mozgy vážili viac v porovnaní s potkanmi umiestnenými v holých klietkach.

V semennej štúdii začiatkom 70-tych rokov neurovedec William Greenough použil elektrónový mikroskop na preukázanie toho, že obohatenie životného prostredia spôsobilo, že neuróny vyrastali nové dendrity. Rozvetvenie spôsobené environmentálnou stimuláciou učenia, cvičenia a sociálneho kontaktu spôsobilo, že synapsie vytvorili viac spojení, a tieto spojenia mali hrubšie myelínové pošvy.

Teraz vieme, že takýto rast vyžaduje BDNF. Toto prerobenie synapsií má obrovský vplyv na schopnosť obvodov spracovať informácie, čo je veľmi dobrá správa. To znamená, že máte moc zmeniť svoj mozog. Všetko, čo musíte urobiť, je šnurovanie vašej bežeckej obuvi.

Ako pestovať a vychovávať nových neurónov

V lepšej časti dvadsiateho storočia vedecká dogma tvrdila, že mozog je drôtový raz to bolo úplne vyvinuté v dospievaní - to znamená, že sme sa narodili so všetkými neurónmi, do ktorých ideme dostať. Neuróny môžeme stratiť iba v priebehu života.

Hádaj čo? Neuróny rastú späť - o tisíce - procesom nazývaným neurogenéza. Rozdeľujú sa a šíria sa ako bunky vo zvyšku tela. Neuróny sa rodia ako slepé kmeňové bunky a prechádzajú vývojovým procesom, v ktorom musia nájsť niečo, čo musia urobiť, aby prežili. Väčšina z nich nie. Zapojenie novej bunky do siete trvá asi 28 dní. Ak nepoužívame novonarodené neuróny, stratíme ich. Cvičenie vedie k vzniku neurónov a obohatenie prostredia pomáha týmto bunkám prežiť.

Prvé pevné spojenie medzi neurogenézou a učením prišlo od Freda Gageho, neurovedcu Salk Institute a jeho kolegyňu Henriette van Praag. Použili bazén veľkosti hlodavcov naplnený nepriehľadnou vodou, aby skryli plošinu tesne pod povrchom v jednom kvadrante. Myši nemajú radi vodu, takže experiment bol navrhnutý tak, aby otestoval, ako dobre si pamätajú - od skoršieho ponoru - umiestnenie nástupišťa - únikovej cesty. Pri porovnaní neaktívnych myší s ostatnými, ktoré narazili na pojazdové koleso štyri kilometre za noc, výsledky ukázali, že bežci si pamätali, kde rýchlejšie nájsť bezpečie. Sedavé sedeli pred tým, ako na to prišli, zaplavili sa.

Keď boli myši pitvané, mali aktívne myši v hippocampe dvakrát toľko nových kmeňových buniek ako bunky neaktívne. Keď hovoríme všeobecne o tom, čo našli, Gage hovorí: „Medzi celkovým počtom buniek a schopnosťou [myši] vykonávať komplexnú úlohu existuje významná korelácia. A ak blokujete neurogenézu, myši si nemôžu spomenúť na informácie. “

Aj keď sa celý tento výskum uskutočňoval na hlodavcoch, môžete vidieť, ako by to mohlo súvisieť s progresívnymi školami, ktoré cvičia študentov pred začiatkom vyučovania: Telocvičňa poskytuje mozgu správne nástroje na učenie a stimulácia v triedach detí povzbudzuje tieto novo sa vyvíjajúce bunky, aby sa zapojili do siete, kde sa stanú hodnotnými členmi signalizácie komunita. Neuróny dostanú misiu. Zdá sa, že bunky rozmnožené počas cvičenia sú lepšie vybavené na vyvolanie tohto procesu.

Niekto na beh?

[Zdarma na stiahnutie: Váš sprievodca alternatívnou liečbou ADHD]

John Ratey, M.D., je členom ADDitude Panel lekárskeho preskúmania ADHD.

---

Inteligentné cvičenia na zlepšenie mozgu ADHD

• Urobte aeróbna aktivita pravidelne - jogging, jazda na bicykli, športovanie, ktoré zahŕňa sprinting alebo beh. Aeróbne cvičenie zvyšuje neurotransmitery, vytvára nové krvné cievy, ktoré sa živia rastovými faktormi a vytvára nové bunky v mozgu. Jedna malá, ale vedecky podložená štúdia z Japonska to zistila jogging 30 minút len ​​dvakrát alebo trikrát týždenne počas 12 týždňov zlepšila výkonnú funkciu.

• Urobte tiež zručnosti - horolezectvo, joga, karate, pilates, gymnastika, krasokorčuľovanie. Komplexné činnosti posilňujú a rozširujú mozgové siete. Čím zložitejšie sú pohyby, tým zložitejšie sú synaptické spojenia. Bonus: Tieto nové, silnejšie siete sa získavajú, aby vám pomohli premýšľať a učiť sa.

• Ešte lepšie je urobiť aktivita ktorá kombinuje aeróbnu aktivitu so zručnosťou. Tenis je dobrým príkladom - zdaňuje kardiovaskulárny systém a mozog.

• Precvičujte si zručnosti, pri ktorých ste spárovaní s inou osobou - napríklad naučte sa tango, valčík alebo plot. Učíte sa nové hnutie a tiež sa musíte prispôsobiť pohybom svojho partnera a kladiete ďalšie požiadavky na svoju pozornosť a úsudok. Toto exponenciálne zvyšuje zložitosť činnosti, ktorá zvyšuje infraštruktúru mozgu. Pridajte zábavný a sociálny aspekt aktivity a aktivujete mozog a svaly v celom systéme.

---

Výňatok z iskra, autor: JOHN J. RATEY, M.D.a Eric Hagerman. Copyright © 2008 John J. Ratey, M. D. Opakovaná tlač so súhlasom spoločnosti Little, Brown a Company, New York, N. Y. Všetky práva vyhradené.

Aktualizované 19. júna 2019