Izgradite mišiće, izgradite mozak

Tijelo je dizajnirano tako da se gura, a kada guramo svoja tijela, također guramo mozak. Učenje i pamćenje razvijali su se skladno s motoričkim funkcijama koje su omogućile našim precima da pronađu hranu. Što se našeg mozga tiče, ako se ne krećemo, nema potrebe da ništa učimo.

U istraživanju poremećaja vježbanja i deficita pozornosti (ADHD ili ADD), naučili smo da vježba poboljšava učenje na tri razine: Optimizira vaš način razmišljanja, do poboljšavajući budnost, pažnju, i motivacija. Priprema i potiče živčane stanice da se vežu jedna za drugu, što je stanična osnova za učenje novih informacija. I potiče razvoj novih živčanih stanica iz matičnih stanica u hipokampusu, području mozga vezanom za pamćenje i učenje.

Nekoliko naprednih škola eksperimentiralo je s vježbom kako bi otkrilo da li vježbanje prije nastave pojačava djetetovu sposobnost čitanja i njezinu izvedbu u drugim predmetima. Pogodi što? To radi.

Sada znamo da je mozak fleksibilan, ili plastičan, u govoru neuroznanstvenika - više Play-Doh-a nego porculan. To je prilagodljivi organ koji se može oblikovati unosom na gotovo isti način kao što se mišić može oblikovati podizanjem rebara. Što ga više koristite, postaje jači i fleksibilniji.

Daleko od toga da bi bio žičan, kao što su to jednom zamislili znanstvenici ADHD mozga neprestano se ponovno oživljava. Ovdje sam da vas naučim kako biti vaš električar.

[Izvedite ga vani! Liječenje ADHD-a vježbom]

Vježba: Lijek za mozak?

Sve je u komunikaciji. Mozak se sastoji od sto milijardi neurona raznih vrsta koji međusobno razgovaraju pomoću stotina različitih kemikalija da upravljaju našim mislima i postupcima. Svaka ćelija mozga mogla bi primiti stotine tisuća drugih prije nego što ispusti svoj vlastiti signal. Spoj između staničnih grana je sinapsa i tu se guma susreće s cestom. Način na koji to radi jest da električni signal puca sve do aksona, odlazeće grane, sve do njega dopire do sinapse, gdje neurotransmiter prenosi poruku preko sinaptičkog jaza u kemijskoj oblik. S druge strane, na dendritu ili na grani prijema, neurotransmiter se ubacuje u receptor - poput ključa u bravi - i to otvara ionske kanale u staničnoj membrani da signal pretvori u struja.

Otprilike 80 posto signalizacije u mozgu obavljaju dva neurotransmitera koji uravnotežuju međusobno uravnoteženje učinak: Glutamat pojačava aktivnost za započinjanje signalne kaskade, a gama aminobuterna kiselina (GABA) se spušta na aktivnost. Kad glutamat isporučuje signal između dva neurona koja ranije nisu govorila, aktivnost pumpa pumpu. Što je češće veza aktivirana, jača privlačnost postaje. Kao što izreka govori, neuroni koji zajedno pucaju zajedno. Zbog čega je glutamat ključni sastojak učenja.

Psihijatrija se više fokusira na skupinu neurotransmitera koji djeluju kao regulatori - na proces signalizacije i na sve ostalo što mozak radi. To su serotonin, norepinefrin i dopamin. I iako neuroni koji ih proizvode čine samo jedan posto stotina milijardi mozga, ovi neurotransmiteri imaju snažan utjecaj. Mogu uputiti neurone da stvaraju više glutamata, ili mogu učiniti neuron efikasnijim ili promijeniti osjetljivost njegovih receptora. Oni mogu sniziti "šum" u mozgu ili, obrnuto, pojačati te signale.

Kažem ljudima da je trčati kao da uzmete malo Prozaca i malo Ritalin jer, poput lijekova, vježba podiže ove neurotransmitere. Prikladna je metafora da se pobliže zaključi, ali dublje objašnjenje je da vježba uravnotežuje neurotransmitere - zajedno s ostatkom neurokemikalija u mozgu.

[Vježba i spavanje: bolje terapije mozgom koje trebaju vaše dijete]

Kako mozak uči i stvara uspomene

Koliko god su neurotransmiteri osnovni, postoji još jedna klasa glavnih molekula koja su u proteklih 15 godina dramatično promijenila naše razumijevanje povezanosti u mozgu. Govorim o obitelji proteina koji se nazivaju "faktorima", od kojih je najistaknutiji neurotrofni faktor (BDNF) koji potiče iz mozga. Dok neurotransmiteri provode signalizaciju, neurotrofini, poput BDNF-a, grade i održavaju samu infrastrukturu.

Jednom je istraživačima postalo jasno da je BDNF prisutan u hipokampusu, području mozga vezani za pamćenje i učenje, krenuli su testirati je li mu to neophodan sastojak postupak. Učenje zahtijeva jačanje afiniteta između neurona pomoću dinamičkog mehanizma koji se naziva dugoročno potenciranje (LTP). Kad je mozak pozvan da preuzme informacije, potražnja prirodno uzrokuje aktivnost između neurona. Što je više aktivnosti, jača privlačnost postaje i signal je lakši za paljenje i uspostavljanje veze.

Recite da učite francusku riječ. Kad prvi put čujete, živčane stanice regrutovane za novi krug, međusobno aktiviraju signal glutamata. Ako više nikada ne vježbate riječ, privlačnost između uključenih sinapsi smanjuje se, slabeći signal. Zaboravljaš.

Otkriće koje je iznenadilo istraživače pamćenja - i zaslužilo neuroznanstvenika Sveučilišta Columbia Eric Kandel udio ovog Nobelova nagrada za 2000. godinu - je da opetovano aktiviranje ili praksa uzrokuje da se same sinapse nabubre i ojačaju veze. Neuro je poput stabla koje umjesto lišća ima sinapse duž svojih dendritičnih grana. S vremenom izbijaju nove grane, pružajući više sinapsi za dodatno učvršćivanje veza. Ove promjene se nazivaju sinaptička plastičnost, gdje BDNF zauzima središnje mjesto.

Rano su istraživači otkrili da će ako prskaju BDNF na neurone u petrijevoj ćeliji, stanice automatski proklijati nove grane, proizvodeći isti strukturni rast potreban za učenje. Za mozak zovem BDNF Miracle-Gro. BDNF se također veže na receptore na sinapsi, oslobađajući protok iona da bi povećao napon i odmah poboljšao snagu signala. Unutar stanice BDNF aktivira gene koji pozivaju na proizvodnju više BDNF-a, kao i serotonin i proteine ​​koji izgrađuju sinapse. BDNF usmjerava promet i inženjere cestama. Ukupno gledajući, poboljšava funkciju neurona, potiče njihov rast i jača i štiti ih od prirodnog procesa stanične smrti

Što više tjelesnih vježbi to bolje funkcioniraju mozak

Pa kako mozak pojačava opskrbu BDNF-om? Vježba. 1995. istraživao sam svoju knjigu, Korisnički vodič za mozak, kada sam naišao na članak na jednoj stranici u časopisu Priroda o vježbanju i BDNF-u kod miševa. Bilo je jedva više od stupca teksta, ali sve je reklo sve. Prema autoru studije, Carl Cotman, direktor Institut za starenje mozga i demenciju na Sveučilištu California-Irvine, činilo se da vježba podiže Miracle-Gro, ili BDNF, u cijelom mozgu.

Pokazujući da vježba iskrivljava glavnu molekulu procesa učenja, BDNF, Cotman je ukinuo biološku povezanost između pokreta i kognitivne funkcije. Postavio je eksperiment za mjerenje razine BDNF-a u mozgu miševa koji djeluju.

Za razliku od ljudi, izgleda da glodavci uživaju u fizičkim aktivnostima, a Cotmanovi su miševi trčali nekoliko kilometara u noć. Kad im je mozak ubrizgao molekulu koja se veže za BDNF i skenirao, ne samo da su skeniranja trkački glodavci pokazuju porast BDNF-a u odnosu na kontrole, ali što je daljnji miš trčao, to su više razine bili.

Kako su se priče o BDNF-u i vježbanju razvijale zajedno, postalo je jasno da molekula nije važna samo za opstanak neurona, ali i za njihov rast (klijanje novih grana) i, na taj način, za učenje. Cotman je to pokazao vježba pomaže mozgu da nauči.

"Jedna od istaknutih karakteristika vježbanja, koja se ponekad ne cijeni u istraživanjima, je poboljšanje brzine učenja, a mislim da je to cool poruka kod kuće", kaže Cotman. "Budući da vam sugerira da, ako ste u dobroj formi, možda ćete moći učinkovitije učiti i funkcionirati."

Doista, u studiji iz 2007. godine, njemački istraživači otkrili su da ljudi riječi iz vokabulara nauče 20 posto brže nakon vježbanja nego prije vježbanja i da je stopa učenja izravno u korelaciji s razinama od BDNF. Uz to, ljudi s varijacijama gena koji im oduzimaju dovoljnu razinu BDNF imaju veću vjerojatnost za nedostatak učenja. Bez takozvanog Miracle-Gro-a mozak se zatvara u svijet.

Što ne znači da će vas trka pretvoriti u genija. „Ne možete samo ubrizgati BDNF i biti pametniji“, ističe Cotman. „Učenjem morate odgovoriti na nešto drugačije. Ali nešto mora biti tamo. "I bez pitanja, što je to nešto važno.

Otkrivanje snage za promjenu mozga

Znanstvenici sežu sve do Ramon y Cajal - koji je dobio Nobelovu nagradu 1906. godine za prijedlog da se središnji živčani sustav sastoji od pojedinačni neuroni koji komuniciraju na onome što je nazvao "polariziranim spajanjem" - teoretizirali su da učenje uključuje promjene na sinapsama. Unatoč priznanjima, većina znanstvenika ga nije kupila. Trebalo je psihologu Donaldu Hebbu da naleti na prvi nagovještaj dokaza.

U to su vrijeme pravila bila labava i, izgleda, Hebb je mislio da bi bilo u redu ako kući dovede neke laboratorijske štakore kao privremene kućne ljubimce za svoju djecu. Raspored je bio obostrano koristan: Kad je vratio štakore u laboratorij, Hebb je primijetio da su se, u usporedbi s njihovim vršnjacima vezanim za kavez, izvrsno proveli u testovima učenja. Novo iskustvo rukovanja i igranja na neki način poboljšalo je njihovu sposobnost učenja, što je Hebb protumačio tako da im je promijenio mozak. U svom cijenjenom udžbeniku iz 1949. god. Organizacija ponašanja: neuropsihološka teorija, opisao je taj fenomen kao „plastičnost koja ovisi o upotrebi.“ Teorija je bila da se sinapse preuređuju pod poticajem učenja.

Hebbova radna veza povezana je s vježbanjem, jer se fizička aktivnost smatra novim iskustvom, barem što se tiče mozga. Šezdesetih godina prošlog stoljeća grupa psihologa iz Berkeleyja formalizirala je eksperimentalni model nazvan "obogaćivanje okoliša" kao način za testiranje plastičnosti ovisne o upotrebi. Umjesto da glodavce odvedu kući, istraživači su svoje kaveze opremili igračkama, preprekama, skrivenom hranom i volanima. Također su grupirali životinje zajedno kako bi se mogli družiti i igrati.

To ipak nije bio sav mir i ljubav, a na kraju su mozgovi glodavaca bili secirani. Život u okruženju s više senzornih i socijalnih podražaja, laboratorijski testovi pokazali su, promijenili strukturu i funkciju mozga. Štakori su bolje prošli za učenje, a mozak im je težio više u usporedbi s onima smještenim u golim kavezima.

U seminarskoj studiji, ranih 1970-ih, neuroznanstvenik William Greenough koristio se elektronskim mikroskopom kako bi pokazao da obogaćivanje okoliša tjera neurone na nove dendrite. Razgranavanje uzrokovano stimulacijom okoliša učenjem, vježbanjem i socijalnim kontaktom uzrokovalo je da sinapse formiraju više veza, a te veze imaju deblji mijelinski omotač.

Sada znamo da takav rast zahtijeva BDNF. Ovo preuređivanje sinapse ima ogroman utjecaj na sposobnost sklopova da obrađuju informacije, što je izuzetno dobra vijest. To znači da imate moć mijenjati svoj mozak. Sve što trebate učiniti je čipkati cipele za trčanje.

Kako rasti i njegovati nove neurone

U većem dijelu dvadesetog stoljeća, znanstvena dogma smatra da je mozak žilav jednom kada je u adolescenciji u potpunosti razvijen, što znači da smo rođeni sa svim neuronima kojima idemo dobiti. Samo što život ide dalje možemo izgubiti neurone.

Pogodi što? Neuroni se povećavaju - tisućama - procesom koji se naziva neurogeneza. Oni se dijele i razmnožavaju poput stanica u ostatku tijela. Neuroni se rađaju kao matične stanice praznog škriljevca i prolaze kroz razvojni proces u kojem trebaju pronaći nešto što mogu učiniti kako bi preživjeli. Većina ih nema. Potrebno je oko 28 dana da se mlada stanica upali u mrežu. Ako ne koristimo novorođena neurona, gubimo ih. Vježba rađa neurone, a obogaćivanje okoliša pomaže tim stanicama da prežive.

Prva čvrsta veza između neurogeneze i učenja potekla je od Freda Gagea, neuroznanstvenika Instituta Salk, i njegove kolege Henriette van Praag. Koristili su bazen veličine glodavaca napunjen neprozirnom vodom kako bi u jedan kvadrant sakrili platformu ispod površine. Miševi ne vole vodu, pa je eksperiment osmišljen kako bi testirao koliko dobro pamte mjesto platforme - svoju rutu za bijeg. Uspoređujući neaktivne miševe s drugima koji su trčali kotač trkajući četiri kilometra na noć, rezultati su pokazali da su trkači pamtili gdje brže pronalaze sigurnost. Sjedilački su se metali prije nego što su to shvatili.

Kad su miševi bili secirani, aktivni miševi imali su dvostruko više novih matičnih stanica u hipokampusu od neaktivnih. Govoreći općenito o onome što su pronašli, Gage kaže: "Postoji značajna povezanost između ukupnog broja stanica i sposobnosti [miša] za obavljanje složenog zadatka. A ako blokirate neurogenezu, miševi se ne mogu prisjetiti informacija. "

Iako je sve ovo istraživanje provedeno na glodavcima, možete vidjeti kako bi se to moglo povezati s onim progresivnim školama koje vježbaju učenike prije nego što nastava počne: Gimnazija pruža mozak pravi alati za učenje i stimulacija u klasama za djecu potiče one novonastale stanice da se uključe u mrežu, gdje postaju vrijedni članovi signalizacije zajednica. Neuroni su dobili misiju. Čini se da su stanice nastale tijekom vježbanja bolje opremljene da potaknu taj proces.

Ima li koga na trčanju?

[Besplatno preuzimanje: Vaš vodič za alternativno liječenje ADHD-a]

John Ratey, M. D., član je ADDitude ADHD Medicinski pregled.

---

Pametne vježbe za poboljšanje ADHD mozga

• Učini aerobna aktivnost redovito - trčanje, vožnja bicikla, igranje sporta koji uključuje sprintanje ili trčanje. Aerobna tjelovježba podiže neurotransmitere, stvara nove krvne žile koje luče faktore rasta i rađa nove stanice u mozgu. Jedno malo, ali znanstveno pouzdano, istraživanje iz Japana otkrilo je to trčanje 30 minuta samo dva ili tri puta tjedno u trajanju od 12 tjedana poboljšalo je izvršnu funkciju.

• Bavite se i vještinom - penjanje, joga, karate, pilates, gimnastika, klizanje. Složene aktivnosti jačaju i proširuju moždane mreže. Što su složeniji pokreti, složenije su sinaptičke veze. Bonus: ove nove, jače mreže se zapošljavaju kako bi vam pomogle da razmišljate i učite.

• Još bolje, napravite aktivnost koja kombinira aerobnu aktivnost s vještinom. Tenis je dobar primjer - oporezuje i kardiovaskularni sustav i mozak.

• Vježbajte vještinu u kojoj ste upareni s drugom osobom - učite na primjer tango ili valcer ili se ogradite. Učite novi pokret, a također se morate prilagoditi pokretima vašeg partnera, postavljajući daljnje zahtjeve za vašu pažnju i prosuđivanje. To eksponencijalno povećava složenost aktivnosti, što pojačava moždanu infrastrukturu. Dodajte zabavan i društveni aspekt aktivnosti i aktivirate mozak i mišiće u cijelom sustavu.

---

Izvađeno iz Iskra, od JOHN J. RATEY, M.D., i Eric Hagerman. Copyright © 2008. John J. Ratey, M. Ponovno tiskano uz dozvolu Little, Brown and Company, New York, N. Y. Sva prava zadržana.

Ažurirano 19. lipnja 2019. godine