CC BY
114
Влияние бега на когнитивные способности учащихся Effects of running on students cognitive functioning
Сарвилина В. П.
Cтудент 1 курса, направление Экономика,
институт теоретической экономики и международных экономических отношений» ФГБОУ Самарский государственный экономический университет
РФ, г. Самара e-mail: [email protected]
Sarvilina V. P.
1st year student the direction of the Economy, Institute of theoretical Economics and international economic relations
Samara state University of Economics Russia, Samara e-mail: [email protected]
Савельева О. В,
Старший преподаватель ФГБОУ Самарский государственный экономический университет
РФ, г. Самара
O. V. Savelyeva
Senior lecturer Samara state University of Economics Russia, Samara
Аннотация.
В статье рассматриваются механизмы воздействия аэробных упражнений (в частности бега) на когнитивные функции мозга. Подчеркивается значимость исследований в этой области для педагогики физической культуры и спорта и для традиционной педагогики.
Annotation.
The article discusses the mechanisms of the impact of aerobic exercises on the cognitive functions of the brain. Emphasizes the importance of research in this area for the pedagogy of physical culture and sports and for traditional pedagogy.
Ключевые слова: педагогика спорта, физическая культура, мозг, здоровье, когнитивные функции, бег
Key words: sport pedagogy, physical culture, brain, health, cognitive function, running
Существует множество веских причин для того, чтобы заниматься бегом. Являясь одним из наиболее доступных и эффективных видов физической активности, бег оказывает огромное влияние на здоровье человека: укрепляет мышцы, поддерживает подвижность суставов, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, повышает плотность костной ткани, предотвращает ожирение, увеличивает выносливость. Не менее веской причиной является и то, что бег положительно сказывается на когнитивных функциях - сложных функциях головного мозга, с помощью которых осуществляется процесс рационального познания мира (они включают в себя память, речь, интеллект, гнозис, праксис) [1]. Следует понимать, что уровень когнитивного развития указывает не на общий объем знаний человека, а на то, насколько быстро и эффективно он способен обучаться, воспринимать и обрабатывать информацию. Поскольку процессом усвоения знаний и созданием условий для развития когнитивных способностей чаще всего руководит педагог, понимание того, как определенные факторы сказываются на работе мозга учащихся, является для него ключевым.
Принцип воздействия физических нагрузок на мозг.
Существует несколько объяснений того, как именно бег влияет на когнитивные функции мозга.
Первое заключается в том, что во время бега улучшается мозговое кровообращение, что в свою очередь стимулирует работу определенных частей головного мозга, отвечающих за ряд когнитивных функций. Согласно исследованиям Техасского университета, в Далласе [2], аэробные упражнения (занятия на велотренажере и беговой дорожке) улучшают кровоснабжение передней поясной коры головного мозга, которая отвечает за целенаправленное поведение, а также гиппокампа, который участвует в переводе кратковременной памяти в долговременную (именно клетки головного мозга в гиппокампе первыми поражаются при болезни Альцгеймера). Таким образом, повышение притока крови в этих частях мозга оказывает положительное влияние на способности к обучению, восприятию, обработке и усвоению информации.
Нарушение мозгового кровообращения зачастую наблюдается у школьников и студентов, которые ведут малоподвижный сидячий образ жизни. Ухудшенное кровообращение приводит снижению возбудимости нервных центров коры головного мозга, и, как следствие, понижению умственной работоспособности. Такая реакция организма на низкую физическую активность должна учитываться при составлении рабочей программы по физической культуре в школах, ВУЗах и других учебных заведения
Второе объяснение связано с тем, что бег вызывает усиленное образование нейротрофинов, белков, поддерживающих жизнеспособность нейронов. Наиболее активным из этих белков является нейротрофический фактор мозга (brain-derived neurotrophic factor, BDNF), который обладает свойством стимулировать рост нейронов и синопсисов и является важным фактором нейропластичности мозга. Он особенно активен в гиппокампе и коре головного мозга, областях, отвечающих за память и обучение. Исследование Университета Мюнстера в Германии [3] показало, что благодаря интенсивному бегу краткосрочный успех в обучении способен возрасти на 20%. Происходит это потому, что после бега уровень BDNF в организме человека значительно возрастает, а, по мнению исследователей, именно BDNF является «посредником», с помощью которого физические упражнения улучшают память. Причем большинство ученых сходятся во мнении, что наиболее эффективным является бег в аэробном режиме, нежели в анаэробном, так как во время первого организм в достаточной степени насыщается кислородом, а во время второго возникает так называемый «кислородный долг» (человек тратит больше кислорода, чем получает). Бегать рекомендуется 30-40 минут, так как за этот период вырабатывается достаточное количество нейротрофина BDNF в организме.
Кроме того, существуют определенные различия в структуре мозга бегунов и людей, не занимающихся спортом [4].
Во-первых, у бегунов были обнаружены более крепкие связи в лобно-теменной сети мозга (frontoparietal network, FPN), которая отвечает за рабочую память и исполнительные функции мозга. Рабочая память играет большую роль в процессе обучения, она хранит временную информацию, доступную для обработки. Так, например, во время чтения книги, благодаря рабочей памяти человек помнит то, что прочел ранее, и одновременно усваивает то, что читает сейчас.
Во-вторых, у людей, занимающихся бегом, наблюдалась значительная антикорреляция между сетью пассивного режима работы мозга (default mode network, DMN), которая активируется, когда человек расслабленно думает и не сосредоточен на внешних раздражителях или какой-либо конкретной задаче, и областями, связанными с моторным контролем, соматосенсорными функциями, которые задействованы во время когнитивной деятельности. Бегуны, таким образом, могут оставаться сконцентрированными дольше, чем люди, которые не занимаются спортом, что позволяет им повысить производительность и улучшить качество работы.
В-третьих, физическая активность способна задерживать снижение когнитивных способностей человека, которое характерно для болезни Альцгеймера, причем именно аэробные упражнения оказывают наибольший
эффект. Это подтверждают исследования Университета Мэриленда в США [5], которые выявили, что десятидневная пауза в тренировках у людей, регулярно занимающихся бегом, приводит к нарушению кровотока в тех областях головного мозга, которые преимущественно страдают от болезни Альцгеймера. Кроме того, физическая активность позволяет замедлить возрастное уменьшение объема коры головного мозга.
Таким образом, становится очевидным тот факт, что бег, как вид аэробных нагрузок, является эффективным инструментом улучшения когнитивных способностей человека. Разумеется, существует множество других факторов, оказывающих положительное влияние на функционирование мозга, и физическая активность лишь один из них. Однако его нельзя не учитывать, поскольку он играет важнейшую роль в предупреждении когнитивных нарушений.
Помимо прочего, аэробный бег является наиболее доступным и эффективным видом физической активности для школьников и студентов, он не требует специального оборудования и длительной физической подготовки. Так как профессиональная компетентность спортивного педагога, под контролем которого учащиеся осуществляют определенные физические нагрузки, включает «способность формировать осознанное использование средств физической культуры как фактора восстановления работоспособности, обеспечения активного долголетия» [6], его задачей и задачей спортивной педагогики в целом является грамотное составление рабочей программы, которая будет благотворно сказываться на развитии физических качеств учащихся и на здоровье их мозга.
Список используемой литературы:
1. В. В. Захаров. Когнитивные нарушения в неврологической практике.
2. Sandra B. Chapman, Asian S, Spence JS, Defina LF, Keebler MW, Didehbani N, Lu H. Shorter term aerobic exercise improves brain, cognition, and cardiovascular fitness in aging.
3. Winter B., Breitenstein C, Mooren FC, Voelker K, Fobker M, Lechtermann A, Krueger K, Fromme A, Korsukewitz C, Floel A, Knecht S. High impact running improves learning.
4. David A. Raichlen, Pradyumna K. Bharadwaj, Megan C. Fitzhugh, Kari A. Haws, Gabrielle-Ann Torre, Theodore P. Trouard and Gene E. Alexander. Differences in Resting State Functional Connectivity between Young Adult Endurance Athletes and Healthy Controls.
5. Alfonso J. Alfini, Lauren R. Weiss, Brooks P. Leitner, Theresa J. Smith, James M. Hagberg and J. Carson Smith. Hippocampal and Cerebral Blood Flow after Exercise Cessation in Master Athletes
6. Г. А. Ямалетдинова. Педагогика физической культуры и спорта: курс лекций: [учеб. пособие].
7. Н.К. Попова, Т.В. Ильчибаева, В.С. Науменко. «Нейротрофические факторы (BDNF, GDNF) и серотонинергическая система мозга».
8. Heikki Kainulainen. Sustained aerobic exercise increases adult neurogenesis in the brain.
9. Gregory A. Panza MS, Beth A. Taylor PhD, Hayley V. MacDonald PhD, Blair T. Johnson PhD, Amanda L. Zaleski MS, Jill Livingston MS, Paul D. Thompson MD, Linda S. Pescatello PhD. Can Exercise Improve Cognitive Symptoms of Alzheimer's Disease?
10. С. Ф. Сергеев. Когнитивная педагогика: особенности научения и образования взрослых.
