Шведские ученые уверены, что хорошие футболисты умнее тех, кто в футбол не играет, и что количество забитых мячей и результативных передач в футболе напрямую зависит от когнитивных способностей. Это открытие удивило многих, поскольку не секрет, что слова «спорт» и «интеллект» – понятия пусть и не противоположные, но и синонимами их назвать нельзя. По крайней мере, так считалось много лет. И, похоже, напрасно, потому что занятия спортом благотворно влияют на мозг человека.
Ученые не имеют однозначного мнения о том, способствуют ли развивающие игры повышению интеллекта. Однако есть и другой способ увеличения IQ. Сейчас доказано, что физическая культура позволяет человеку стать умнее.
Бегать полезнее, чем думать
Неврологи и физиологи более десятилетия собирали данные о взаимосвязи между упражнениями и умом. Исследования показывают, что это крепкая связь. Сложные технологии, позволяющие проверить работу как отдельных нейронов, так и всего мозга в целом, доказали, что физические упражнения усиливают мозг и повышают познавательные способности. Упражнения благотворнее влияют на процесс мышления, чем само мышление.
Как всегда, опыты проводились на животных. Давно известно, что «обогащенное» окружение, к примеру, дома, наполненные игрушками, и новые задачи повышают интеллект лабораторных животных. В большинстве экспериментов «обогащенное» окружение заключает в себе бег в колесе. Однако до последнего времени никто не пытался выяснить, отличается ли воздействие бега на ум грызунов от воздействия новых игрушек?
В прошлом году группа ученых во главе с Джастином Родсом , профессором физиологии университета Иллинойса, решила прояснить этот вопрос. В исследовании участвовали четыре группы мышей, которые вели разную жизнь. Первых кормили до отвала мышиными деликатесами: орехами, фруктами и сырами, которые обильно запивались ароматизированными жидкостями. Жили они в пластмассовых разноцветных жилищах, стоящих в углу клетки. Все остальное пространство было заполнено игрушками: разноцветными шариками, кубиками, зеркалами и т.д.
У второй группы этот мышиный рай дополнялся беговым колесом. Члены третьей группы не имели никаких излишеств и жили в спартанских условиях. В том числе и в смысле питания. В клетках четвертой группы имелось одно излишество – беговое колесо.
Перед началом эксперимента все участники сдали когнитивные тесты. Затем мышам ввели вещество, позволяющее следить за изменениями мозга. Следующие несколько месяцев они бегали в колесе, играли или, как третья группа, просто бездельничали.
После окончания эксперимента участники вновь сдали тесты. Оказалось, что игрушки и просто еда независимо от того, какой бы вкусной и питательной она ни была, на интеллекте мышей никак не отразились.
«Изменения произошли только у тех грызунов, – рассказывает Джастин Родс, – в чьих клетках имелись беговые колеса».
Животные, занимавшиеся «спортом», показали более высокие результаты при сдаче когнитивных тестов. Не поумнели не только мыши-бездельницы, но и те, у кого было много игрушек, но не было колеса.
Во всем виноват нейрогенез
Почему физические упражнения влияют на развитие интеллекта благотворнее процесса мышления? Дело в том, что мозг так же, как остальные мышцы и органы, является тканью и, следовательно, его возможности снижаются с возрастом и если им не пользоваться. С приближением к тридцати люди пользуются лишь 1% объема гиппокампа, отвечающего за память и определенные познавательные способности. Физические упражнения замедляют или даже поворачивают вспять старение мозга так же, как со всеми остальными мышцами.
Давно известно, что люди рождаются с определенным количеством клеток мозга и что оно не увеличивается с годами. Однако в 90-е годы прошлого века, научившись метить новые клетки, ученые пришли к выводу, что у взрослых людей есть и новые нейроны. Причем особенно много их именно в гиппокампе. То есть нейрогенез, процесс рождения нейронов, происходит именно там.
Примерно в то же время было установлено, что физические упражнения дают толчок нейрогенезу. Мыши и крысы, бегавшие несколько недель в колесе, имели почти вдвое больше новых нейронов по сравнению с мышами, которые вели лежачий образ жизни.
Широкая специализация
Но самым интересным было то, что упражнения не просто способствуют рождению нейронов, но и еще и благотворно на них действуют. Клетки мозга могут улучшить интеллект лишь в том случае, если они вливаются в нейронную сеть. Большинство же новых нейронов бесцельно блуждают по мозгу и через какое-то время погибают.
Для того чтобы вовлечь нейроны в сеть, можно что-нибудь выучить. В исследовании 2007 года новые клетки мозга мышей вливались в сеть, когда им приходилось учиться пробираться в водном лабиринте, то есть выполнять задачу, сложную в когнитивном, но не в физическом плане. Однако у этих нейронов оказалась узкая специализация. Новые клетки начинали работать только в том случае, если грызунам вновь приходилось пробираться по водному лабиринту. При выполнении же других когнитивных задач они в работу не включались.
Физические упражнения делают клетки как бы проворнее. Когда мышей заставляли бегать, количество новых нейронов, вступавших в нейронную сеть, значительно увеличивалось. Но позднее они включались в работу не только в тех случаях, когда мышам приходилось бегать, но и, скажем, при попадании в незнакомую обстановку. У бегунов новые клетки мозга имели широкую специализацию и были работоспособнее, чем у сородичей, развивавших когнитивные способности.
Почему это происходит, ученые пока не знают. Возможно, упражнения усиливают выработку организмом нейротрофического фактора головного мозга (НФГМ), вещества, которое укрепляет клетки и аксоны, связи между нейронами и вызывает нейрогенез.
Ученые не могут напрямую изучать схожие процессы в мозгах людей, но уже известно, что после выполнения физических упражнений у большинства людей уровень НФГМ в крови повышается.
Ученым предстоит ответить еще на множество вопросов. Например, все ли виды упражнений оказывают на мозг такое же благотворное воздействие, как бег? Или – как влияет на результат продолжительность и интенсивность выполнения упражнений?
Так получилось, что практически во всех исследованиях присутствует бег или аэробные упражнения. Что же касается других упражнений, то с ними еще предстоит разбираться.
Пару лет назад ученые наблюдали за группой пожилых людей, занимавшихся исключительно с отягощениями. Через год оказалось, что их когнитивные способности повысились.
Можно предположить, что для эффективного воздействия на мозг упражнения не должны обязательно быть интенсивными. 120 пожилых мужчин и женщин, разделенных на две группы, весь прошлый год занимались прогулками и упражнениями на растяжку и гибкость. У «ходоков» гиппокамп увеличился в объеме и вернулся к размерам двухлетней давности, а вот у «растяжечников» – уменьшился. У тех, кто занимался ходьбой, вырос и НФГМ в крови, а также повысились когнитивные способности.
- Бег благотворно влияет на развитие логического мышления. Это связано с тем, что с помощью пробежек активизируются лобные доли мозга, с помощью которых решаются различные задачи. Ученые доказали, что бегуны способны значительно быстрее решить проблемы с помощью логики как в сфере бизнеса, так и на бытовом уровне;
- С помощью бега значительно проще осуществлять процесс поиска и извлечения необходимой информации. Этот вид деятельности позволяет удерживать необходимые факты в памяти на протяжении более длительного срока. Бег помогает развивать ассоциативное мышление — это улучшает кратковременную и долговременную память;
- Профилактика депрессии. Ученые утверждают, что бег может исполнять функции антидепрессанта. Это связано с тем, что во время пробежек в организме выделяются такие вещества, как норадреналин и серотонин, которые способствуют улучшению душевного состояния;
- Профилактика умственных расстройств. Бег обладает возможностью улучшать качество восприятия информации. Активизация тех отделов мозга, которые являются наиболее подверженными психическим заболеваниям, улучшает способность концентрации внимания. Ученые доказали, что бегуны гораздо реже становятся жертвами таких химических расстройств, как болезнь Альцгеймера;
- Улучшение продуктивности работы мозга. Бег активизирует выполнение таких процессов, как ангиогенез и нейрогенез. Активное производство нервных клеток и кровеносных сосудов во время бега позволяют сохранять эффективность работы мозга даже в пожилом возрасте;
- Приток полезных веществ и кислорода. Активизация этих процессов позволяет улучшить уровень концентрации и способность усвоения информации не только непосредственно после пробежки, но и в долговременной перспективе.
Улучшение продуктивности бега
Для того, чтобы пробежки были максимально эффективными, необходимо придерживаться некоторых полезных советов.
- Обувь для бега. Она должна обладать не слишком мягкой подошвой и расслаблять стопу. Для бега рекомендуется использовать кроссовки со шнурками. Неправильно подобранная обувь может стать источником проблем с ногами.
- Трасса для пробежек. При выборе местности для занятий бегом необходимо учитывать несколько факторов. Не стоит заниматься на неровной дороге — такой бег дает чрезмерно большую нагрузку на легкие. Лучшей трассой для бега является прямая и ровная асфальтовая дорога.
- Дозировка нагрузки. Во время утренней пробежки необходимо постепенно увеличивать физические нагрузки. Для того, чтобы нормализовать дыхание после активного бега, необходимо постепенно переходить на ходьбу — резко останавливаться не стоит. Перед пробежкой рекомендуется сделать разминку — несколько приседаний, наклоны.
Писательница Джойс Кэрол Оутс однажды написала в колонке для New York Times, что «у бегущего человека ум движется вместе с телом... в ритме с ногами и руками» . Режиссёр Кейси Нейстат прошлой осенью рассказал журналу Runner’s World, что иногда только бег приносит ему ясность ума. «Перед каждым важным решением, которое я принял за последние восемь лет, я сначала бегал», – сказал он изданию. Но, наверное, лучше всего бегун по имени Монте Дэвис в книге «The Joy of Running» (1976): «Трудно бежать и в то же время жалеть себя. Кроме того, после длинной пробежки наступают часы ясности и уравновешенности».
После хорошей пробежки порой можно почувствовать себя совершенно новым человеком. И это в буквальном смысле. Примерно три десятилетия исследований в области нейрологии выявили устойчивую связь между аэробной тренировкой и последующей когнитивной ясностью. Но самое захватывающее открытие в этой области – нейрогенез.
Не так давно самые яркие умы человечества полагали, что наш мозг получает определённое количество нейронов, численность которых не увеличивается во взрослой жизни. Оказалось, что это заблуждение. Исследования, проведённые на животных, показали, что в течение жизни в головном мозге образуются новые нейроны. И в настоящее время известно, что рождение новых нейронов вызывают энергичные аэробные упражнения, говорит Карен Постал (Karen Postal), президент Американской академии клинической нейропсихологии.
Интересно, что новые клетки образуются в гиппокампе, области мозга, связанной с обучением и памятью. Это поможет объяснить, по крайней мере, частично, почему многие исследования выявляют связь между аэробикой и улучшением памяти. «Если вы тренируетесь до появления пота, – примерно 30-40 минут – у вас генерируются новые мозговые клетки», – говорит Постал, которая и сама бегает. «Это происходит как раз в области, связанной с памятью».
Изменения после пробежки зафиксировали и в лобных долях головного мозга. Повышенная активность в этих участках наблюдается после того, как люди перенимают долгосрочную привычку к физической активности. После 30-40 минут энергичной аэробной тренировки исследователи зафиксировали увеличение притока крови в этой области, которая, кстати, связана с перспективным планированием, вниманием и сосредоточенностью, постановкой целей и управлением временем.
Этот участок мозга также связан с регулированием эмоций, что помогает объяснить результаты недавнего исследования , проведённого профессором психологии Гарвардского университета Эмили Э. Бернштейн (Emily E. Bernstein). Она занимается бегом и заинтересовалась тем, какие изменения он вызывает в её головном мозге. «Я замечаю, что чувствую себя лучше, когда я активна», – говорит Эимли. Её заинтересовали интервенционные исследования, проведённые за последние годы, которые предполагают, что людям, испытывающим проблемы с настроением или тревожностью, помогают физические упражнения. Бернштейн захотела узнать, почему это работает.
Чтобы разобраться, она прибегла к версии классического эксперимента среди исследователей, изучающих эмоции. Вместе со своим коллегой Ричардом Дж. Макналли они включали финальную сцену из фильма «Чемпион» (Champ, 1979) для группы испытуемых. Вот этот эпизод:
Перед просмотром часть из 80 участников пробежала трусцой в течение 30 минут; остальные испытуемые ничего не делали. После просмотра все заполнили опросник, чтобы указать, какое впечатление произвёл на них фильм. Затем все напряжённо трудились в течение 15 минут, после чего снова проверили, как они себя чувствуют. Участники исследования, которые совершили 30-минутную пробежку, быстрее оправились от эмоциональной сцены, чем остальные. Особенную пользу от бега получили те, кто изначально чувствовал себя хуже. В настоящее время Эмили Бернштейн проводит дополнительные исследования, чтобы точно определить, почему и как именно это работает.
Есть ещё одна большая выгода для мозга, связанная с бегом. Пока вы накручиваете километры, ваш мозг «витает в облаках». Осознанность или сосредоточенное пребывание здесь и сейчас приносит в жизнь большую пользу, о чём свидетельствует растущее число научных данных. И все же грёзы и мечтательность не менее важны. К примеру, вот отрывок из статьи, которую три психолога опубликовали в 2013 году в журнале Frontiers in Psychology:
«Ум блуждает по нашему сознательному выбору или случайно и это приносит ощутимое вознаграждение при сопоставлении лично значимых целей и устремлений. Иногда приходится в третий раз перечитывать строку текста из-за того, что внимание отдалилось от темы.... Потерять пару минут это незначительная трата, если отвлечение внимания позволило нам, наконец, понять, почему что-то сказанное вами так расстроило босса на прошлой неделе. Вернуться домой из магазина без яиц, покупка которых была целью похода в супермаркет, это всего лишь досада, если за это время вас осенило решение просить о повышении, сменить работу или вернуться к учёбе» .
Сложно измерить выгоду от блуждающих мыслей, но это не означает, что они не представляют собой ценности. Как раз продолжительный бег надёжно приводит к подобному состоянию ума. В ходе нескольких недавних исследований учёные пытались разузнать, о чём думают профессиональные бегуны или любители, наматывая вёрсты. Почти всегда мысли не о делах. Они не имеют никакого значения. Как написал Харуки Мураками в своей книге «О чём я говорю, когда говорю о беге»: «Когда я бегу, вокруг меня образуется некая пустота. Можно сказать, что я и бегаю-то, чтобы оказаться в этой самой пустоте. Хотя она всё равно негерметична – в ней витают кой-какие мысли вроде вот этой, и я время от времени на них натыкаюсь ».
Самые распространенные причины, мешающие нам сделать «личник», и как их преодолеть.
Если вы пользуетесь Telegram, обязательно подпишитесь на канал Ногибоги . Там мы делимся не только ссылками на собственные статьи, но и советами, мотивационными историями и интересными фактами. Короче, у нас нескучно .
Кому из нас не хотелось бы бежать быстрее? Представляете, как было бы круто в нужный момент активизировать своих внутренних элиудов кипчоге или пол рэдклифф и проноситься мимо соперников со скоростью света!
Но в реальности бывают моменты, когда нам становится невыносимо сложно дышать и переставлять ноги, не говоря уже о том, чтобы мимо кого-то проноситься.
Раньше мы спихивали все свои неудачи на . Она была нашим главным Доктором Зло - забивала мышцы, утяжеляла ноги, портила личники. Но современные исследования показывают, что, возможно, виновата не только она.
Разные неприятные ощущения во время бега возникают из-за разных мини-кризисов в организме. И чем больше таких кризисов, тем меньше шансов ускориться.
Весной 2015 года ученые со всего мира собрались в Сан-Диего, чтобы поговорить о пределах человеческой выносливости. Они обсудили множество факторов, на которые вы потенциально можете списать плохой результат: от метаболизма и психологической усталости до жары и гидратации. В результате этого обсуждения выкристаллизовались пять типичных барьеров, которые мешают нам бежать быстрее.
«Я не могу отдышаться»
Причина:
недостаток кислорода
Когда возникает:
на первых километрах забега
Что делать:
разминаться перед стартом, сделать несколько ускорений
Вспомните свою обычную интервальную тренировку - первая серия всегда самая тяжелая, не правда ли? Вам не хватает воздуха, сердце выскакивает из груди. Но уже на второй серии становится легче, а на третьей вы вообще летите. Доктор Эндрю Джонс, физиолог в университете Эксетера, спешит объяснить, почему так происходит.
Когда вы начинаете бежать, потребность мышц в кислороде резко возрастает. Мозг посылает сигналы ускорить работу легких и сердца, расширить сосуды и увеличить выработку ферментов, которые отвечают за поглощение кислорода. Ваша агония на первой серии происходит в результате временной нестыковки между количеством кислорода, которое нужно ногам, и количеством кислорода, которое могут предоставить легкие и сердце.
У временной нехватки кислорода есть отложенные последствия, которые могут существенно подпортить ваш результат. Когда мышцам не хватает кислорода, они начинают черпать энергию из ценных анаэробных (бескислородных) запасов. В это время вырабатываются побочные продукты метаболизма, из-за которых мышцы ослабевают, и у вас остается меньше сил для финального анаэробного спринта.
«Энергия, которую вы сжигаете за первые несколько минут бега, никак не сможет восстановиться на дистанции, разве что вы остановитесь и немного отдохнете», - говорит доктор Джонс.
Чтобы избежать дефицита кислорода на первых километрах, доктор Джонс и другие специалисты советуют как следует разминаться перед стартом.
Побегайте 10–20 минут в медленном темпе, время от времени делая ускорения в соревновательном темпе.
Такая разминка активизирует выработку ферментов в мышцах и расширит кровеносные сосуды. К тому же, у вас останется время, чтобы отдохнуть и восстановить запасы энергии.
«Я стараюсь изо всех сил, но все равно не бегу быстрее»
Причина:
неэффективное вовлечение мышечных волокон
Когда возникает:
на дистанциях 10 км или полумарафоне
Что делать:
тренировать быстрые мышечные волокна, чтобы повысить их эффективность
Первые километры полумарафона обычно кажутся легкими. Вы не бежите слишком быстро, а значит, не накапливаете много лактата и других метаболитов в организме; но вы и не бежите слишком долго, а значит, не успеваете истощить запасы энергии. Тогда почему в какой-то момент все становится так сложно?
Давайте разбираться. В начале забега наш организм задействует только медленные . Они идеально подходят для длительного бега, так как являются более энергоэффективными и выносливыми.
Но в какой-то момент они начинают недополучать топливо и понемногу слабеть. Им на смену приходят быстрые мышечные волокна, которым нужно больше энергии - и кислорода - чтобы поддерживать тот же темп. Поэтому с каждым следующим километром полумарафона вашему организму все сложнее бежать в ровном темпе.
Хорошая новость - быстрые мышцы можно натренировать.
Двух- или трехчасовая пробежка даже с очень низким темпом истощает медленные мышечные волокна и заставляет быстрые мышцы практиковаться в выработке энергии. После нескольких таких тренировок в быстрых мышцах появится больше митохондрий и капилляров, что сделает их более выносливыми.
«Мои ноги горят»
Причина:
метаболиты скапливается в мышцах, и те посылают в мозг сигнал «пожар»
Когда возникает:
на коротких дистанциях до пяти километров или на финишном спринте
Что делать:
короткие, интервальные работы
На протяжении десятилетий ученые и спортсмены обсуждали связь между молочной кислотой и тем фактом, что ваши ноги полыхают синим пламенем в конце пробежки. Но, несмотря на свою плохую репутацию, а точнее лактат, сам по себе ни в чем не виноват.
Лактат является одним из метаболитов, химических побочных продуктов, которые возникают в мышцах во время интенсивной работы. Метаболиты образуются, когда ваш организм переходит с аэробной системы - ультра-эффективного поставщика энергии - на анаэробную, бескислородную систему.
Чтобы выяснить, как метаболиты влияют на мышцы, профессора университета Юты, Алан Лайт и Маркус Аманн, провели занятный эксперимент. Они собрали группу из десяти добровольцев и ввели им в большие пальцы коктейль из разных метаболитов. Среди них были лактаты, протоны, которые способствуют окислению мышц, и аденозинтрифосфаты, которые является одним из видов клеточного топлива.
Результаты получились впечатляющими. Когда вещества вводились по одному или в парах, ничего не происходило. Но когда ученые ввели все три вещества вместе - бинго! Участники эксперимента тут же сообщили, что чувствуют усталость и тяжесть в пальцах. Получив увеличенную дозу метаболитов, участники почувствовали боль и жжение, похожие на ощущения после сложных тренировок.
Тест показывает, что ваши мышцы не растворяются в молочной кислоте, хотя иногда кажется, что именно так и происходит. На самом деле, мышцы ног вступают во взаимодействие с определенной комбинацией метаболитов и запускают сигнал, который проходит по спинному мозгу в головной и интерпретируется как жжение.
Что с этим делать? Тренировать рецепторы, чтобы сделать их менее восприимчивыми к метаболитам.
«Занятия бегом - дорога к осознанности и уверенности в себе: вы можете выбрать путь крайностей и познать суровую реальность своих физических и ментальных границ, а можете неспешно бежать по уединенной тропе, наблюдая, как кружится земля у вас под ногами» (Дорис Браун Хэритедж – бегунья).
Знакомо ли вам это чувство? Погружаетесь ли вы в созерцание своего эмоционального и физического состояния во время бега? Нравится ли вам ветер, дующий в лицо, и свобода оставаться наедине со своими мыслями вдали от дома? После хорошей пробежки вы можете ощутить ясность ума и готовность воспринять новую информацию. Или можете заметить, что взгляд на мир стал позитивнее, а беспокойство отступило и все уже не так плохо, как казалось. Эти чувства имеют научное объяснение. Исследования в области нейробиологии доказывают, что аэробные упражнения влияют не только в целом на здоровье и организм человека, но и более узко на формирование когнитивной ясности и эмоционального благополучия.
Принято считать, что человек рождается с определенным количеством нейронов и, к тому времени, когда он становится взрослым, образование новых нейронов прекращается. Тем не менее, имеются основания для опровержения этой точки зрения. В ходе исследований проведенных на животных было обнаружено, что нейроны образуются в мозге на протяжении всей жизни.
Карен Постал (Karen Postal), президент Американской академии клинической нейропсихологии, утверждает, что единственная активность, способная вызвать формирование новых нейронов, - это энергичные аэробные упражнения. «Если вы усиленно упражняетесь - на протяжении 30-40 минут - начинают рождаться новые клетки мозга»,- объясняет Постал. Нет ничего лучше, чем попотеть на беговой дорожке или на открытом воздухе, так как это способствует ментальному здоровью на долгие годы.
Переносимость негативных переживаний
По результатам исследовательской работы Эмили Бернстайн (Emily Bernstein) и Ричарда Макнэлли (Richard McNally), аэробные упражнения помогают преодолевать отрицательные эмоции. Бернстайн занимается бегом и так отзывается о своем увлечении: «Я замечаю, что чувствую себя явно лучше, когда веду активный образ жизни». Ей было интересно выяснить, почему это происходит, как именно воздействуют упражнения. Целью предпринятого исследования было узнать, как упражнения влияют на эмоциональные реакции. Участники эксперимента должны были заниматься растяжкой или бегом трусцой в течение 30 минут, после чего им демонстрировали печальный эпизод одного фильма. Затем участники описывали свои переживания. Оказалось, что те, кто бегал в течение 30 минут, быстрее справлялись с негативными эмоциями, по сравнению с теми, кто выполнял только упражнения на растяжку.
Укрепление рабочей памяти
Недавнее исследование Лин Ли (Lin Li) и др. на тему «Интенсивные аэробные нагрузки, увеличивающие активность коры головного мозга, задействованной рабочей памятью: функциональное МРТ исследование студентов женского колледжа» рассматривает воздействие аэробных упражнений на когнитивные функции. Был изучен эффект серии интенсивных физических нагрузок на рабочую память. В эксперименте участвовали 15 девушек. С помощью МРТ их обследовали после комплекса аэробных упражнений во время выполнения специального задания, активизирующего рабочую память. Было зафиксировано усиление контролирующих процессов коры головного мозга и лобной доли левого полушария. Тем самым, исследователи обнаружили, что «усиленные физические нагрузки стимулируют рабочую память на макро-нейронном уровне». Эксперимент продемонстрировал связь между аэробными тренировочными упражнения и улучшением памяти.
Подведем итоги
Когда в следующий раз вы пойдете на пробежку, вспомните, что это неоценимая польза для вашего здоровья. Это не только неврологическая помощь мозгу, но и улучшение вашего эмоционального состояния. Когнитивные способности, такие как память, в результате тренировок обязательно улучшатся, а взгляды на жизнь приобретут более позитивный оттенок. Если вы еще не занялись бегом, то достаньте свои старые кроссовки и дайте им шанс.
