«…Согласно научным данным физические упражнения оказывают положительное влияние на деятельность головного мозга»
Поговорили с доцентом Андреем Назаренко о пользе «физры» для ума.
Известное выражение «гимнастика для ума», под которым подразумевались различные интеллектуальные упражнения, вроде решения кроссвордов, головоломок, в последнее время все чаще употребляется в буквальном смысле. Гимнастика – для ума! Не гимнастика, так футбол, бег, плавание… Ученые подтверждают: занятия физической культурой и спортом вовсе не мешают, но даже могут благотворно влиять на нашу мыслительную деятельность, повышая уровень умственной и физической работоспособности человека. В частности, физическая культура способна воспрепятствовать процессам, связанным c старческим слабоумием, а также повышать уровень когнитивных функций мозга.
Заведующий кафедрой медико-биологических дисциплин Поволжской академии спорта, доцент, кандидат биологических наук, кандидат в мастера спорта по бадминтону, руководитель образовательной программы «Функциональная подготовка спортсменов высокой квалификации» Андрей Назаренко в блоге в Instagram регулярно делится со своими подписчиками интересными фактами из научных журналов, касающимися влияния физической культуры и спорта на организм человека. Вот, к примеру, один из его постов:
«Умеренные физические упражнения являются мощным фактором для улучшения нейропластичности, памяти, внимания, исполнительных функций человека, а также снижения риска развития деменции, болезни Альцгеймера и Паркинсона за счёт более быстрого транспорта крови к головному мозгу, насыщенной кислородом, гормонами, нейро-медиаторами и питательными веществами. Согласно научным данным (M.W. Beckett et al., 2015), всего 30 мин. физической активности в день помогло здоровым людям на 48% уменьшить вероятность заболевания артритом, болезнью Альцгеймера на 40-50% и уменьшить чувство тревоги на 48%.»
- Андрей Сергеевич, о пользе физических упражнений в последние годы говорят в основном применительно к теме старения.
- Тема положительного влияния физкультуры на человека, в разных возрастных периодах и с учетом особенностей организма, всегда будет актуальной. Что касается темы старения, то сразу скажу, что физическая культура не останавливает возрастные процессы старения организма, в частности, клеток головного мозга, но может снижать их интенсивность. У взрослого человека возрастные процессы изменения в организме, в частности, в нервных клетках, происходят постоянно, и мы не можем их остановить. Но физическая культура не только замедляет старение клеток, но и поддерживает их возбудимость, проводимость, пластичность и лабильность (функциональная подвижность, скорость протекания элементарных циклов возбуждения в нервной и мышечной тканях) на хорошем уровне. Например, физические упражнения вызывают больший приток крови к головному мозгу, что улучшают способности восприятия человека и повышают его способность мыслить острее.
- А как же рекомендации нагружать мозг интеллектуальной работой?
- То, что для поддержания умственной работоспособности повышения IQ ему необходимо давать интеллектуальную нагрузку – решать кроссворды, читать книги, учить языки, обучаться и т.д. - не потеряло актуальности. Это влияет на работу нервных клеток, мозг, таким образом, поддерживает необходимый уровень активности и умственных функциональных процессов. Однако научные данные показывают, что физические упражнения также могут эффективно влиять на работу нервных клеток головного мозга. В особенности это касается упражнений со сложной координацией движений, с какими-либо снарядами или предметами (мячами, воланами), игровых видов спорта. Тех, в которых приходится включать в работу большое количество мышц (мускулатуру верхних и нижних конечностей), поддерживать равновесие тела и координацию движений, решать игровые и двигательные задачи в ограниченный промежуток времени, взаимодействовать с партнером или противодействовать сопернику…
«Спортивные игры, в совокупности к вышеописанному, влияют на более совершенную координацию движений и баланс тела, а также на увеличение базальных ганглий за счет большего образования двигательных условных рефлексов и повышения скорости сенсомоторной реакции. Таким образом, наибольшего положительного эффекта для мозга и, в целом, для организма можно добиться, комбинируя разные виды физических упражнений и видов спорта.»
- Объясните, механизм этого влияния…
- У нас есть различные зоны в головном мозге, ответственные за моторные, мыслительные, ассоциативные функции и т.д. Когда мы начинаем выполнять какое-то новое сложно-координационное движение, начинается процесс образования новых взаимосвязей между нейронами в различных отделах головного мозга – образуются новые условно-рефлекторные связи. Они включаются в работу подкорковые структуры головного мозга, а дальше - спинной мозг и различные мышцы тела, которым необходимо выполнять новые и более сложные двигательные акты. А, для выполнения движения необходимо не только, чтобы мышцы сокращались, но и происходило их обеспечение кислородом, питательными веществами, гормонами… То есть работа внутренних органов. Формируется новый двигательный навык, который за счет нервной и мышечной системы, автоматизируется в новую двигательную программу. При этом головной мозг усердно работает, решая умственные и двигательные задачи.
- Людей интеллектуального склада, писателей, ученых, физкультура способна сделать «еще умнее»?
- Не совсем правильно так говорить. Физкультура решает много задач. Например, занятия физкультурой повышают физическую работоспособность, поддерживают необходимый уровень здоровья организма, повышают иммунитет и устойчивость организма, снижают риск различных заболеваний и т.д., что в целом, влияет на повышение умственной работоспособности. Не стоит забывать, что умственная работа - это некий стресс и утомление организма. Физкультура позволяет снять накопившуюся умственную усталость и напряжение. Мы это утомление нивелируем за счет мышечных движений, что может влиять на более быстрое восстановление организма (эффект активного отдыха). В то же время, занятия физической культурой и спортом оказывают существенное воздействие на функцию мышления, восприятия, памяти, внимания, обучаемости, устойчивости, концентрации, способность быстро переключаться с одной задачи на другую, быстро включаться (врабатываться) в трудовой процесс и т.д. Двигательная активность повышает оперативность мышления. Ученый может быстрее решать поставленные задачи, находит нужные ответы. По крайней мере, это я ощущаю на себе.
«В то же время, у людей, которые занимаются силовыми тренировками, наблюдается не только поддержание необходимого уровня мышечной массы, силы, минерализации костей, но и улучшение ассоциативной памяти и исполнительных функций.»
- В одном из постов вы утверждаете, что силовые тренировки улучшают ассоциативную память…
- Это не я утверждаю, а наука. В этом посте я ссылаюсь на конкретное научное исследование. Речь в нем о работе со штангой в зале (силовая работа). Силовые упражнения вызывают активацию различных нервных центров головного мозга и большого количества мышечных групп, выброс гормонов, что также несет в себе положительный эффект.
«Идеальным вариантом положительного воздействия/взаимодействия на организм человека является комбинация силовых и аэробных тренировок. В особенности такое комбинирование важно, для стимуляции образования новых нейронов за счёт активации различных участков головного мозга и большого гормонального отклика от суммации разнонаправленных физических нагрузок. Возрастные процессы старения уменьшают объем мозговой ткани у человека, что может быть нивелировано аэробными упражнениями, которые стимулируют образование новых нервных клеток и кровеносных сосудов. Например, у физически активных пожилых людей объём гиппокампа, отвечающий за память и процесс обучения, больше на 2% по сравнению с неактивными сверстниками.»
- Еще один ваш пост посвящен эффекту от сочетания силовых и аэробных тренировок…
- Речь о комбинировании разных видов упражнений. Это не только бег, плавание и силовые тренировки в зале (фитнес), но и баскетбол, хоккей, футбол, волейбол и т.д. По свежим данным научных исследований занятия бегом стимулирует образование в гиппокампе новых нейронов. Гиппокамп – это часть лимбической системы головного, участвующая в механизмах формирования эмоций, памяти. Да, в процессе возрастных изменений или стресса может происходить отмирание нервных клеток. Но доказано, что есть в гиппокампе доли, где происходит процесс образования небольшого количества новых клеток. И физические упражнения, в частности, занятия бегом, по данным ученых, могут стимулировать этот процесс.
«Большинство научных исследований показывает, что 2,5-5 часов умеренной или интенсивной мышечной активности в неделю может принести максимальную пользу для здоровья человека (E.J. Benjamin et al., 2019). При этом сверхинтенсивная (чрезмерная) мышечная нагрузка более 10 часов в неделю может снижать пользу для здоровья человека.»
- И еще вы говорите, что физическая нагрузка не должна быть слишком большой и интенсивной…
- Мы, физиологи спорта, всегда говорим, что физическая нагрузка должна быть умеренной - не слишком большой, но и не слишком маленькой. У каждого человека, в зависимости от возраста и уровня подготовки, свой объем и интенсивность физической нагрузки. Чрезмерная физическая нагрузка может привести к паталогическим изменениям в работе сердца и травмам, а также к негативным последствиям в функционировании организма. Вплоть, до сердечного приступа. А, оптимальная физическая нагрузка – благоприятно влияет на работу мозга, сердца, легких, мышц и, в целом, организма. Здесь можно говорить об общем объеме: допустим, 150 минут в неделю. А если градация по интенсивности, то мы говорим о максимальном пульсе. Есть такая формула: 220 минус возраст. Однако на сегодняшний день уже имеются более точные формулы для расчёта максимальной частоты сердечных сокращений. Максимальный пульс в 50 лет – 170 ударов. Если во время беговой тренировки вы достигаете 120-140 сокращений в минуту – это умеренно, нормально. Чем старше становишься, тем ниже уровень частоты сердечных сокращений, тем ниже должна быть интенсивность тренировки. Возрастные изменения в сердечно-сосудистой системе, как и во всем организме человека неизбежны, поэтому за максимальную возрастную величину лучше не уводить. Для пожилых людей 20-40 минутная ежедневная прогулка – идеальный вариант.
- Что значит «уменьшение объема мозга» и как могут помочь решить эту проблему спортивные тренировки?
- Уменьшение объема мозга означает, что происходит уменьшения отдельных клеток мозга и количество синапсов, передающих сигналы между нейронами, изменения в белом веществе мозга - а, следовательно, замедление нервных процессов и снижение умственных способностей. Это память, внимание, концентрация, обучаемость к примеру. Здесь также влияют разные факторы – чрезмерные стрессы, курение, алкоголь, травмы головы, заболевания нервной системы и т.д. Понятно, что человек, занимающийся физической культурой и спортом, едва ли будет курить. К факторам, повышающим риск возникновения деменции, относят курение, игнорирование первых признаков депрессии, социальную изоляцию, гипертонию, диабет, ожирение. Физическая культура снижает риск возникновения депрессии, занятия спортом – это обязательно общение, новые знакомства. Доцент нашей кафедры, доктор биологических наук Алексей Набатов, недавно на научной конференции поделился результатами своего исследования, в котором убедительно показал, что занятия физической культурой и спортом могут являются профилактикой диабета. Если речь о диабете второго типа – за счет физкультуры и спорта можно нивелировать данное заболевание.
- Еще я читал о влиянии физической культуры на «белые провода». Что это такое?
- Речь, видимо, о белом веществе, которое передает электрические и химические импульсы между нервными клетками. Белое вещество определяет скорость и качество функционирования мозга, а именно количество сформированных нервных путей. Белое вещество выполняет функцию проводника. Отсюда, по аналогии с электричеством, и «провода». Физическая культура и спорт стимулирует оптимальное проведение возбуждения между нервными клетками или от клеток к органам. Если белое вещество уменьшается, то снижается скорость возбуждения и проводимость нервных процессов.
- И все-таки, что лучше кроссворд или тренировка?
- Наилучший эффект достигается лишь в совокупности интеллектуальных упражнений и физкультуры. Сидячий образ жизни сам по себе - фактор риска. А физкультура - высокий мотиватор не только для работы мозга и мышц, но и для поддержания здоровья человека. Мозг - это не только нейроны, но и сосуды. Когда мы решаем кроссворд, сосуды не настолько расширяются, как во время занятий спортом. Во время тренировки повышаются обменные процессы, больше кислорода идет к мозгу, выделяются медиаторы и гормоны. Если при умственной работе возникла какая-то заминка, и вы не можете решить задачу, то начинайте выполнять физическую нагрузку, которая может способствовать решению задачи.
«Согласно свежему мета-анализу, достаточно всего 30-40 минут физической активности - умеренной или высокой интенсивности - в день, чтобы нивелировать негативные последствия 10-часового сидения за столом (Ulf Ekelund et. al., Joint associations of accelero-meter measured physical activity and sedentary time with all-cause mortality: a harmonised meta-analysis in more than 44 000 middle-aged and older individuals, 2020).»
- Зарядка 30 минут нивелирует последствия 10 часов сидения за столом… Это и мозга касается тоже?
- У нас в любом случае все связано с работой мозга. Если заниматься физическими упражнениями систематически по 30-40 минут в день, эффект будет. Это может быть просто прогулка 30-минутная в хорошем темпе. Главное – движение и разнообразие, бадминтон, футбол, хоккей, бег, лыжи, плавание и т.д.
- С какого момента тема взаимосвязи занятий физической культурой, спортом и мозга стала такой актуальной?
- Тема взаимосвязи занятий физической культурой, спортом и организма человека всегда была актуальной. В последние 15-20 лет, когда проблемы с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ожирением, диабетом, онкологией, различными заболеваниями нервной системы стали более острее. Скорее всего, как происходит: стал повышаться процент различных заболеваний у людей, например, увеличилось число страдающих болезнью Альцгеймера, синдромом Паркинсона… Стали искать средства снижения рисков. Вот говорят, могут помочь снижать риски биодобавки и т.д. Но не факт, что они будут полноценно усваиваться и давать максимальный эффект. А физические упражнения (двигательная активность) доступны для всех людей и всегда запускают работу различных центров головного мозга, мышц и внутренних органов, что способствует поддержанию нормального функционирования организма человека и его физической работоспособности. Конечно же, нельзя забывать про сбалансированное питание, полноценный сон, отсутствие вредных привычек, благоприятные условия для труда и отдыха. В совокупности с вышеописанным это лучший тип воздействия, и занятия физкультурой должны быть нормой жизни.
