Budujte svaly, budujte svůj mozek

Tělo bylo navrženo tak, aby bylo tlačeno, a když tlačíme naše těla, také tlačíme naše mozky. Učení a paměť se vyvinula ve shodě s motorickými funkcemi, které umožnily našim předkům vystopovat jídlo. Pokud jde o naše mozky, pokud se nepohybujeme, není třeba se nic učit.

Při výzkumu poruchy cvičení a poruchy pozornosti (ADHD nebo ADD) jsme se naučili, že cvičení zlepšuje učení na třech úrovních: Optimalizuje vaše myšlení zlepšení bdělosti, pozornostia motivace. Připravuje a povzbuzuje nervové buňky, aby se vzájemně vázaly, což je buněčný základ pro získávání nových informací. A to podněcuje vývoj nových nervových buněk z kmenových buněk v hippocampu, oblasti mozku spojené s pamětí a učením.

Několik progresivních škol experimentovalo s cvičením, aby zjistilo, zda cvičení před třídou zvyšuje čtenářskou schopnost dítěte a její výkon v jiných předmětech. Hádej co? To ano.

Nyní víme, že mozek je pružný, nebo plastický, na rozdíl od neurovědců - více Play-Doh než porcelán. Je to přizpůsobivý orgán, který může být formován vstupem téměř stejným způsobem, jako může být sval vyřezáván zvedáním činek. Čím více jej používáte, tím silnější a flexibilnější se stává.

Jak vědci kdysi předpokládali, není zdaleka drsný Mozek ADHD je neustále přepojován. Jsem tu, abych vás naučil, jak být svým vlastním elektrikářem.

[Vezměte to venku! Léčení ADHD pomocí cvičení]

Cvičení: Droga pro váš mozek?

Je to všechno o komunikaci. Mozek je tvořen stovkou miliard neuronů různých typů, které spolu navzájem chatují prostřednictvím stovek různých chemikálií, které řídí naše myšlenky a činy. Každá mozková buňka může obdržet vstup od stovky tisíc dalších, než vypálí svůj vlastní signál. Spojení mezi větvemi buněk je synapse, a tady se guma setkává s cestou. Funguje to tak, že elektrický signál sestřeluje dolů axon, odcházející větev, až na ni dosáhne synapse, kde neurotransmiter přenáší zprávu přes synaptickou mezeru v chemické látce formulář. Na druhé straně, na dendritu nebo přijímající větvi, se neurotransmiter zapojí do receptoru - jako klíč do zámku - a to otevře iontové kanály v buněčné membráně, aby se signál změnil zpět elektřina.

Přibližně 80 procent signalizace v mozku provádějí dva neurotransmitery, které vzájemně vyrovnávají účinek: Glutamát vyvolává aktivitu k zahájení signální kaskády a kyselina gama aminomáselná (GABA) se upíná na aktivita. Když glutamát vysílá signál mezi dvěma neurony, které ještě neřekly, aktivuje pumpa pumpu. Čím častěji je spojení aktivováno, tím silnější je přitažlivost. Jak se říká, neurony, které spolu střílejí, se spojí. Díky tomu je glutamát klíčovou součástí učení.

Psychiatrie se více zaměřuje na skupinu neurotransmiterů, které fungují jako regulátory - na signalizační proces a na všechno ostatní, co mozek dělá. Jedná se o serotonin, norepinefrin a dopamin. A přestože neurony, které je produkují, představují pouze jedno procento sto miliard mozkových buněk, mají tyto neurotransmitery silný vliv. Mohli by dát neuronu pokyn, aby vyrobil více glutamátu, nebo by mohl neuron zefektivnit nebo změnit citlivost jeho receptorů. Mohou snížit „šum“ v mozku nebo naopak zesílit tyto signály.

Říkám lidem, že jít na útěk je jako vzít trochu Prozac a trochu Ritalin protože, stejně jako léky, cvičení zvyšuje i tyto neurotransmitery. Je to praktická metafora, aby se to dostalo do cíle, ale hlubší vysvětlení je, že cvičení vyrovnává neurotransmitery - spolu se zbytkem neurochemikálií v mozku.

[Cvičení a spánek: lepší terapie mozkem, které vaše dítě potřebuje]

Jak se mozek učí a vytváří vzpomínky

Stejně jako základní neurotransmitery existuje i další třída master molekul, která za posledních 15 let dramaticky změnila naše chápání spojení v mozku. Mluvím o rodině proteinů označovaných jako „faktory“, z nichž nejvýznamnější je neurotrofický faktor odvozený z mozku (BDNF). Zatímco neurotransmitery provádějí signalizaci, neurotrofiny, jako je BDNF, budují a udržují samotnou infrastrukturu.

Jakmile vědcům vyšlo najevo, že v hippocampu, oblasti mozku, je přítomen BDNF Pokud jde o paměť a učení, vydali se vyzkoušet, zda to byla nezbytná složka proces. Učení vyžaduje posílení afinity mezi neurony prostřednictvím dynamického mechanismu zvaného dlouhodobá potenciace (LTP). Když je mozek vyzván, aby přijímal informace, požadavek přirozeně způsobuje aktivitu mezi neurony. Čím více aktivity, tím silnější je přitažlivost a tím snazší je, aby signál vystřelil a vytvořil spojení.

Řekněme, že se učíte francouzské slovo. Když to poprvé uslyšíte, nervové buňky najaly pro nový obvodový oheň mezi sebou signál glutamátu. Pokud už nikdy slovo necvičíte, přitažlivost mezi synapsemi se zmenšuje, což oslabuje signál. Zapomínáš.

Objev, který ohromil výzkumníky paměti - a vydělal neurovědce Columbia University Eric Kandel podíl na 2000 Nobelovy ceny - je to, že opakovaná aktivace nebo praxe způsobuje, že samotné synapse se zvětší a zesílí spojení. Neuron je jako strom, který má místo listů synapse podél svých dendritických větví. Nakonec vyrostou nové větve, což poskytne více synapsí pro další zpevnění spojení. Tyto změny se nazývají synaptická plasticita, což je místo, kde se BDNF dostává do centra pozornosti.

Brzy vědci zjistili, že pokud na Petriho misky posypali BDNF na neurony, buňky automaticky vyklíčily nové větve a vytvořily stejný strukturální růst, jaký je potřebný pro učení. Říkám BDNF Miracle-Gro pro mozek. BDNF se také váže na receptory v synapse, uvolňuje tok iontů, aby se zvýšilo napětí a okamžitě se zvýšila síla signálu. Uvnitř buňky BDNF aktivuje geny, které vyžadují produkci více BDNF, jakož i serotoninu a bílkovin, které vytvářejí synapsy. BDNF řídí provoz a také řídí silnice. Celkově zlepšuje funkci neuronů, podporuje jejich růst a posiluje a chrání je před přirozeným procesem buněčné smrti

Čím více vaše tělo cvičení, tím lepší funkce mozku

Jak tedy mozkový zesilovač zvýší dodávku BDNF? Cvičení. V roce 1995 jsem dělal výzkum pro svou knihu, Uživatelský průvodce mozkem, když jsem narazil na jednostránkový článek v časopise Příroda o cvičení a BDNF u myší. Tam bylo sotva víc než sloupec textu, přesto to říkalo všechno. Podle autora studie, Carl Cotman, ředitel Institut pro stárnutí mozku a demenci na Kalifornské univerzitě v Irvine se zdálo, že cvičení zvyšuje mozek Miracle-Gro nebo BDNF.

Tím, že Cotman ukázal, že toto cvičení jiskří hlavní molekulu procesu učení, BDNF, přibil biologické spojení mezi pohybem a kognitivní funkcí. Zahájil experiment na měření hladin BDNF v mozcích myší, které fungovaly.

Na rozdíl od lidí se hlodavci zřejmě těší fyzické aktivitě a Cotmanovy myši běhaly několik kilometrů za noc. Když jim byly do mozku injikovány molekuly, které se vážou na BDNF a skenovány, nejen skenování běžící hlodavci vykazují zvýšení BDNF oproti kontrolám, ale čím dále každá myš běžela, tím vyšší byly hladiny byly.

Jak se příběhy BDNF a cvičení vyvíjely společně, vyšlo najevo, že molekula není důležitá pouze pro přežití neuronů, ale také pro jejich růst (pučení nových větví), a tedy pro učení se. Cotman to ukázal cvičení pomáhá mozku učit se.

"Jednou z významných vlastností cvičení, která se ve studiích někdy neuznává, je zlepšení míry učení, a myslím si, že je to skvělá zpráva," řekl Cotman. "Protože to naznačuje, že pokud jste v dobré kondici, budete se moci učit a fungovat efektivněji."

Ve studii z roku 2007 němečtí vědci skutečně zjistili, že se lidé učí slovní zásobu o 20 procent rychleji po cvičení než před cvičením a že rychlost učení korelovala přímo s úrovněmi BDNF. Spolu s tím mají lidé s genovou variací, která je okrádá o dostatečné úrovně BDNF, pravděpodobnost, že budou mít nedostatky v učení. Bez tzv. Miracle-Gro se mozek uzavře světem.

Což neznamená, že jít na útěk z vás udělá génia. "Nemůžete jen vstříknout BDNF a být chytřejší," zdůrazňuje Cotman. "S učením musíte na něco reagovat jiným způsobem." Ale něco tam musí být. “ A bezpochyby na čem je něco důležitého.

Objevte sílu změnit váš mozek

Vědci až do Ramón y Cajal - kteří v roce 1906 získali Nobelovu cenu za to, že centrální nervový systém byl tvořen jednotlivé neurony, které komunikují v takzvaném „polarizovaném spojení“ - teoretizovaly, že učení zahrnuje změny v synapsích. Navzdory vyznamenáním to většina vědců nekoupila. Psychologa Donalda Hebba potřeboval narazit na první náznak důkazu.

Laboratorní pravidla byla v té době volná a Hebb zřejmě myslel, že by bylo v pořádku, kdyby přinesl domů nějaké laboratorní krysy jako dočasná domácí zvířata pro své děti. Uspořádání se ukázalo jako oboustranně výhodné: Když vrátil krysy do laboratoře, Hebb si všiml, že ve srovnání se svými vrstevníky vázanými v klecích vynikali v testech učení. Nová zkušenost s tím, jak s nimi někdo manipuloval a pohrával si s nimi, nějak zlepšil jejich schopnost učení, což Hebb interpretoval tak, že to změnilo jejich mozek. V jeho uznávané učebnici z roku 1949 Organizace chování: neuropsychologická teorie, popsal tento jev jako „plasticitu závislou na použití“. Teorie spočívala v tom, že se synapse přeuspořádaly pod stimulací učení.

Hebbova práce souvisí s cvičením, protože fyzická aktivita se počítá jako nová zkušenost, alespoň pokud jde o mozek. V 60. letech skupina psychologů v Berkeley formalizovala experimentální model nazvaný „obohacení životního prostředí“ jako způsob, jak otestovat plasticitu závislou na použití. Spíše než si vzali hlodavce domů, vědci vybavili své klece hračkami, překážkami, skrytým jídlem a běžeckými koly. Také seskupila zvířata, aby se mohli stýkat a hrát.

Nebyl to však veškerý mír a láska, a nakonec se rozebraly mozky hlodavců. Laboratorní testy, žijící v prostředí s více smyslovými a sociálními podněty, změnily strukturu a funkci mozku. Krysy si vedly lépe v úkolech učení a jejich mozky vážily více ve srovnání s těmi, které byly umístěny samy v holých klecích.

V seminární studii na počátku 70. let použil neurovědec William Greenough elektronový mikroskop, aby ukázal, že obohacení životního prostředí způsobilo, že neurony vyrostly z nových dendritů. Větvení způsobené environmentální stimulací učení, cvičení a sociálního kontaktu způsobilo, že synapse vytvořily více spojení, a tato spojení měla silnější myelinové pochvy.

Nyní víme, že takový růst vyžaduje BDNF. Toto předělávání synapsí má obrovský dopad na schopnost obvodů zpracovávat informace, což je velmi dobrá zpráva. To znamená, že máte sílu změnit váš mozek. Jediné, co musíte udělat, je šněrování běžeckých bot.

Jak pěstovat a vychovávat nové neurony

Vědecké dogma pro lepší část dvacátého století tvrdilo, že mozek byl pevně zapojen jakmile byl plně vyvinut v dospívání - to znamená, že jsme se narodili se všemi neurony, které jdeme dostat. Můžeme ztratit neurony jen v průběhu života.

Hádej co? Neurony rostou zpět - o tisíce - procesem zvaným neurogeneze. Rozdělují se a šíří se jako buňky ve zbytku těla. Neurony se rodí jako prázdné břidlicové kmenové buňky a procházejí vývojovým procesem, ve kterém potřebují najít něco, co musí udělat, aby přežili. Většina z nich ne. Připojení nové generace do sítě trvá asi 28 dní. Pokud novorozence neurony nepoužíváme, ztratíme je. Cvičte rozmnožování neuronů a obohacení prostředí pomáhá těmto buňkám přežít.

První pevné spojení mezi neurogenezí a učením přišlo od Freda Gageho, neurovědce Salk Institute, a jeho kolegyně Henriette van Praag. Použili bazén velikosti hlodavců naplněný neprůhlednou vodou, aby skryli plošinu těsně pod povrchem v jednom kvadrantu. Myši nemají rádi vodu, takže experiment byl navržen tak, aby otestoval, jak dobře si pamatovali, od dřívějšího ponoru, umístění nástupiště - jejich únikovou cestu. Při porovnání neaktivní myši s ostatními, které narazily na pojezdové kolo čtyři kilometry za noc, výsledky ukázaly, že běžci si vzpomněli, kde najít bezpečí rychleji. Sedavé seděly, než se na to přihodily.

Když byly myši pitvány, aktivní myši měly v hippocampu dvakrát tolik nových kmenových buněk než ty neaktivní. Obecně o tom, co našli, říká Gage: „Existuje významný vztah mezi celkovým počtem buněk a schopností [myši] vykonávat složitý úkol. A pokud blokujete neurogenezi, myši si nemohou vzpomenout na informace. “

Přestože byl celý tento výzkum proveden na hlodavcích, můžete vidět, jak by to mohlo souviset s těmi progresivními školami, které cvičí studenty před začátkem výuky: Gymnastika poskytuje mozku správné nástroje k učení a stimulace ve třídách dětí povzbuzuje tyto nově se vyvíjející buňky, aby se připojily k síti, kde se stanou cennými členy signalizace společenství. Neurony dostanou misi. A zdá se, že buňky vytvořené během cvičení jsou lépe vybavené k tomu, aby tento proces vyvolaly.

Někdo na útěk?

[Zdarma ke stažení: Váš průvodce alternativní léčbou ADHD]

John Ratey, M.D., je členem ADDitude Panel lékařské kontroly ADHD.

---

Inteligentní cvičení na zlepšení mozků ADHD

• Udělejte aerobní aktivita pravidelně - jogging, jízda na kole, sportování, které zahrnuje sprinting nebo běh. Aerobní cvičení zvyšuje neurotransmitery, vytváří nové krevní cévy, které přivádějí růstové faktory, a vytváří nové buňky v mozku. Jedna malá, ale vědecky zdravá studie z Japonska to zjistila běhání 30 minut jen dvakrát nebo třikrát týdně po dobu 12 týdnů zlepšila výkonnou funkci.

• Dělejte také dovednostní aktivity - horolezectví, jóga, karate, pilates, gymnastika, krasobruslení. Složité činnosti posilují a rozšiřují mozkové sítě. Čím složitější jsou pohyby, tím složitější jsou synaptická spojení. Bonus: Tyto nové, silnější sítě jsou přijímány, aby vám pomohly myslet a učit se.

• Ještě lepší je udělat aktivita která kombinuje aerobní aktivitu s dovedností. Tenis je dobrým příkladem - zdaňuje jak kardiovaskulární systém, tak i mozek.

• Procvičujte dovednostní aktivitu, ve které jste spárováni s jinou osobou - například naučte se tango, valčík nebo plot. Naučíte se nové hnutí a také se musíte přizpůsobit pohybům svého partnera, což klade další nároky na vaši pozornost a úsudek. To exponenciálně zvyšuje složitost činnosti, která posiluje mozkovou infrastrukturu. Přidejte zábavný a sociální aspekt činnosti a aktivujete mozek a svaly v celém systému.

---

Výňatek z Jiskra, autor: JOHN J. RATEY, M.D., a Eric Hagerman. Copyright © 2008 John J. Ratey, M.D. Přetištěno se svolením Little, Brown a Company, New York, N.Y. Všechna práva vyhrazena.

Aktualizováno 19. června 2019