Джон Арден - Укрощение амигдалы и другие инструменты тренировки мозга
Можно ли включить физические упражнения в школьную программу, чтобы помочь ученикам повысить свои когнитивные навыки? Один из подобных примеров – эксперимент в городе Нейпервилле к западу от Чикаго. Там в школьную образовательную программу включили физическую подготовку, чтобы улучшить академическую успеваемость и социальное поведение школьников. Когда ученики восьмого класса приняли участие в Международном мониторинговом исследовании качества школьного математического и естественно-научного образования TIMSS (в выполнении этого международного теста участвовали 230 тысяч школьников из разных стран мира), они заняли первое место по результатам в секции естественно-научного образования и шестое в секции математики (после Сингапура, Кореи, Тайваня, Гонконга и Японии). Для понимания контекста учтите тот факт, что 50 % школьников из перечисленных азиатских стран обычно занимают верхние строчки международных образовательных рейтингов, в то время как в США этого уровня достигают только 7 % учеников. Таким образом, для США результаты школьников из Нейпервилла были значительно выше средних.
Результаты эксперимента обусловлены многими факторами. Одним из них может быть то, что только в 6 % классов старшей школы в США проводятся уроки физической культуры или занятия в спортзале. Другим фактором может быть то, что американские школьники проводят в среднем пять часов в день перед экраном телевизора, монитора компьютера или мобильного устройства. Положительное влияние физических упражнений на процесс обучения привлекло внимание департаментов образования некоторых штатов. Согласно данным департамента образования Калифорнии, школьники с более высокими показателями уровня физической подготовки также имеют более высокие результаты тестов, кроме того, физические упражнения в целом оказывают положительное влияние на память учеников, концентрацию и поведение в классе.
Физические упражнения как лекарство
Физические упражнения можно считать эффективным лекарством, в то время как недостаток физической активности негативно сказывается на состоянии здоровья. Доказательства разнообразного положительного влияния физических упражнений на здоровье собираются уже в течение более чем полувека.
Согласно результатам исследований, физические упражнения снижают риск возникновения воспалительных процессов в организме. Например, в ходе обширного исследования, в котором изучили истории болезней 13 478 человек в возрасте старше 20 лет, выяснилось, что физические упражнения снижают уровень С-реактивного белка (CRP) белка плазмы крови, концентрация которого повышается при воспалении. Была выявлена зависимость: чем больше физическая нагрузка, тем ниже уровень CRP. Только у 8 % людей, активно занимающихся спортом, уровень CRP был повышен, в то время как число людей, не занимающихся спортом, но имеющих повышенный уровень CRP, составило 21 %. Положительный эффект от физической нагрузки на организм проявляется в любом возрасте. Опрос 800 мужчин и женщин в возрасте 70–75 лет показал, что как умеренные, так и интенсивные физические нагрузки коррелируют с низким уровнем CRP.
Хотя недостаток физических упражнений негативно сказывается на стволовых клетках мозга и их дифференциации, не менее вредны и чрезмерные физические нагрузки. И наоборот: умеренные и интенсивные физические нагрузки способствуют развитию стволовых клеток. Отсюда можно сделать вывод: для здоровья мозга одинаково вредны крайности в виде отсутствия физических упражнений или чрезмерного их количества. Физические упражнения должны быть умеренными или интенсивными.
Даже если человек просто думает о физических упражнениях, в головном мозге активируются те же самые нейронные системы. Было проведено сравнение эффекта от мысленного и фактического выполнения упражнений на основании наблюдения за активностью коры головного мозга и последующими физическими результатами. Мысленное выполнение физических упражнений не только вызвало изменение в мозге, но также привело к улучшению фактического выполнения тех же упражнений.
Это открытие заставило ученых задаться вопросом: как мысленное выполнение физических упражнений влияет на их последующее фактическое выполнение. И ученые выяснили, что после пяти дней мысленной практики и последующих двух часов фактической практики выполнения упражнений результат улучшился настолько же, как после пяти дней фактического выполнения упражнений!
Это открытие подтвердило давно существующее убеждение спортивных психологов, что визуализация и мысленная репетиция выступления спортсмена могут повысить результативность его фактического выступления. Причем это не зависит от вида спорта.
Вы сами в состоянии проверить, что чем скорее сможете представить себя выполняющим какое-то действие, тем быстрее фактически сможете это сделать. Но существуют определенные ограничения, связанные с тем, что сознание и мозг – это два аспекта одного процесса. Например, если вы правша, вам будет проще и представить, что вы поднимаете правую руку, и фактически поднять правую руку, чем представить, что вы поднимаете левую руку, и поднять ее.
Это ограничение сохраняется, даже если у человека парализована половина тела. Он также быстрее шевелит действующей рукой и представляет себе это действие. Так происходит, потому что при движении и мысленном представлении движения активируются одни и те же системы мозга.
Организация здорового сна
Активное изучение процесса сна человека продолжается вот уже более 80 лет. С 1930‑х годов ученые способны определять типы и стадии сна.
Первая стадия сна – это переходный период между состоянием бодрствования и сном. Она характеризуется быстрыми волнами мозга. Если разбудить человека в этот период, то он, вероятно, скажет, что не спал. Вторая стадия сна – неглубокий, или легкий, сон с доминированием тэта-волн. Многие пациенты, страдающие от бессонницы, жалуются, что не могут спать, хотя на самом деле они находятся в этой стадии сна. Половину всего времени человек проводит в стадии легкого сна. Когда человек испытывает стресс, продолжительность этой стадии относительно следующей увеличивается.
Стадии 3 и 4 считаются стадиями глубокого сна. В них мозг продуцирует медленные волны, или гамма-волны. В стадии глубокого сна, пока все функции организма замедлены, происходит восстановление иммунной системы. Если лишать человека глубокого сна, это негативно скажется на его иммунной системе и спровоцирует развитие болезней. При стрессе в организме повышается выброс адреналина и норадреналина, что сокращает медленноволновой сон. При недостатке сна организм сразу переходит на стадию глубокого сна, что свидетельствует о его важности для здоровья.
Следующая стадия – быстрый сон, или стадия быстрых движений глаз (БДГ-сон, REM-сон). Если разбудить спящего в этой стадии, чаще всего он расскажет о ярком сновидении. С возрастом ее продолжительность сокращается. В этой стадии большинство функций организма активированы практически как в состоянии бодрствования: например, обмен веществ и возбуждающие нейромедиаторы. По этой причине стадию быстрого сна называют парадоксальным сном. Человеку может сниться, что он бежит, и большинство систем его организма будет функционировать так, словно он действительно бежит.
Хотя стадия быстрого сна наступает примерно каждые 90 минут, бóльшая часть глубокого сна происходит на позднем этапе цикла сна. У здоровых взрослых людей эта стадия занимает 25 % от общего времени сна.
Цикл сна, или циркадный ритм
Периоды сна и бодрствования зависят от времени суток и освещенности. Свет попадает на сетчатку глаза, и информация об этом отправляется в гипофиз, расположенный в центральной области мозга. Реакцией гипофиза на свет является прекращение выработки мелатонина, что дает мозгу сигнал о том, что наступил день. При наступлении темноты сетчатка глаза отправляет в гипофиз информацию о том, что для торможения нервных реакций человека пора синтезировать мелатонин. Этот цикл носит название циркадного ритма.
Так как уровень освещенности в течение дня влияет на сон, постарайтесь получить максимальное количество яркого света, чтобы настроить свой циркадный ритм в соответствии с естественным циклом дня и ночи. Если вы страдаете от бессонницы, не сидите за компьютером допоздна, потому что излучение от компьютера – тоже свет, который по ошибке будет настраивать мозг вести себя так, словно наступил день. Так как ваш циркадный ритм может перестать совпадать с естественным циклом дня и ночи, в течение нескольких часов до того, как отправиться спать, постарайтесь находиться в условиях мягкой, комфортной освещенности.
