ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА КОГНИТИВНОЕ РАЗВИТИЕ СТУДЕНТОВ Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

1

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 3

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 3]

УДК 796.011.3 DOI: 10.24412/2305-8404-2021-3-24-29

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА КОГНИТИВНОЕ

РАЗВИТИЕ СТУДЕНТОВ

Д.В. Грачева, Д.А. Фарзалиев

Изучено влияние физической нагрузки на умственную работоспособность и

когнитивное развитие студентов. Выявлено, что спорт положительно влияет на

функциональные показатели, связанные с познавательными процессами.

Ключевые слова: студенты, спорт, физические нагрузки, работоспособность,

когнитивные способности.

THE INFLUENCE OF PHYSICAL Грачева Дарья Владимировна, преподаватель,

ACTIVITY ON THE COGNITIVE [email protected], Россия, Москва, Российский эконо-

DEVELOPMENT OF STUDENTS мический университет им. Г.В. Плеханова,

Фарзалиев Джавид Аллахвердиоглы, препо-

Gracheva D.V., lecturer, kuscheva.dv@ даватель, [email protected], Россия, Москва, Россий-

rea.ru, Russia, Moscow, Plekhanov Russian ский экономический университет им. Г.В. Плеханова

University of Economic,

Farzaliev D.A., lecturer, Farzaliev.DAO@ Во время образовательного про-

rea.ru, Russia, Moscow, Plekhanov Russian

University of Economic цесса от студентов требуется правильное

сочетание интеллектуальных способно-

The influence of physical activity on mental стей, физических сил в совокупности с

performance and cognitive development of

students was studied. It was revealed that высокой психологической выносливо-

sport has a positive effect on all functional in- стью. Известно, что существует нераз-

dicators associated with cognitive processes. рывная зависимость между физической

Key words: students, sports, physical activity, нагрузкой, которую регулярно выполняет

performance, cognitive abilities. студент, и его умственными способно-

стями.

Вначале необходимо сделать краткое пояснение по отдельным

характеристикам данного исследования, а именно: «умственной работо-

способности», «когнитивному развитию» и «регулярным физическим на-

грузкам».

Умственная работоспособность – это способность человека перера-

батывать и воспринимать информацию с определенной эффективностью,

то есть производить при помощи мозга информационные операции,

направленные на познавание окружающей действительности [1].

Когнитивное развитие, в свою очередь, – это развитие всех видов

мыслительных процессов человека, способствующих повышению эффек-

тивности умственной работоспособности и выносливости.

Необходимо понимать, что без регулярных физических нагрузок

невозможно последовательное развитие вышеперечисленных характери-

стик. Умеренная, оздоровительная физическая активность приводит к

стимуляции работы нейронов мозга, улучшает проводимость электриче-

24

2

Физическая культура [Physical culture]

ских сигналов между его синапсами. Во время физической работы также

улучшается насыщение крови кислородом за счет увеличения кровотока и

ускоряется развитие, разветвление и рост нейронных отростков (дендри-

тов) в мозге [2].

В процессе обучения мозг студента находится в напряженном со-

стоянии. Он производит различные операции с информацией, такие как

запоминание, обработка, извлечение и др. Если рассматривать данный ме-

ханизм с точки зрения нейробиологии, то мозг человека представляется в

виде совокупности сложносплетенных нитей с постоянно изменяющимися

связями. Известно, что мозг здорового человека содержит около 85 млрд

нейронов, но, как ни странно, прямой зависимости между количеством

нейронов и абстрактным понятием интеллекта или ума не выявлено [3].

Более весомое значение имеют связи между нейронами, способы их

взаимодействия и формирования. Так, учеными из Стэндфордского уни-

верситета (США), которыми был разработан новый метод сканирования

мозга, основанный на методе компьютерной томографии, выявлено, что от

каждой нервной клетки могут отходить десятки тысяч синапсов (в одной

только коре больших полушарий расположено их более 125 трлн). Соот-

ветственно у каждого человека формирование связей между синапсами

происходит сугубо индивидуально, что формирует личностный портрет и

человека в целом.

Необходимо понимать, что поступление питательных веществ к

нервным клеткам происходит благодаря сложной системе кровотока. Из-

вестно, что основным источником энергии для мозга является глюкоза.

Среднестатистическому человеку для поддержания нормальной функцио-

нальности необходимо 120 г этого вещества в день. На мозг приходится

около 50 % всей глюкозы, поступающей из печени в кровь, и 25 % всей

энергии, потребляемой организмом.

Важнейшим элементом функционирования мозга и организма в це-

лом является кислород. В упрощенном понимании механизм газообмена

человека выглядит следующим образом: изначально кислород в составе

воздуха попадает в организм через верхние дыхательные пути, затем по

нижним дыхательным путям достигает легких, содержащих множество ки-

слородонасыщенных пузырьков-альвеол, далее кислород в связке с эрит-

роцитами, распространяется по клеткам организма, способствуя протека-

нию в них химических реакций.

Изучение зависимости эффективности между вышеперечислен-

ными механизмами и физической активностью человека показало, что при

кардионагрузках, например беге, мышцам требуется постоянное снабже-

ние кислородом, в связи с чем мозг подает команды на более глубокое и

учащенное сокращение грудной клетки и увеличивает частоту сердечных

сокращений. Благодаря этому кровь в организме начинает циркулировать с

большей скоростью и быстрее насыщаться кислородом [4].

25

3

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 3

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 3]

В исследовании зарубежных авторов подтвердилась гипотеза о на-

личии закономерности между ритмами дыхания и способностью мозга к

запоминанию. Результаты эксперимента свидетельствовали, что люди

лучше фиксировали события во время вдоха носом, чем на выдохе, хуже

всего при дыхании через рот. Это обусловлено некоторыми физиологиче-

скими факторами, а именно: при вдыхании воздуха через нос происходит

последовательное вентилирование воздушных каналов, в которых нахо-

дятся чувствительные рецепторы, которые сигнализируют о поступлении

кислорода, заведомо запуская стимуляцию нейронов. В ротовой полости

подобные рецепторы не располагаются, поэтому дыхание через рот проис-

ходит автоматически, в случае когда дыхание через нос затруднено либо

невозможно.

В ряде исследований доказано позитивное влияние занятий физиче-

скими упражнениями на состояние сердечно-сосудистой системы, отме-

чено увеличение эластичности сосудов, из-за чего кровеносные сосуды

становятся шире и пропускают больше крови за единицу времени [5].

Занятия физической культурой и спортом активизируют большин-

ство анаболических процессов, происходит увеличение синтеза нейротро-

фического белка BDNF, который стимулирует рост нейронов и их связей, в

том числе в префронтальной коре, напрямую влияет на процессы усвоения

и обработки информации. Также при условии регулярных физических на-

грузок увеличивается концентрация гормона роста – соматотропина, кото-

рый препятствует гибели клеток. Стоит отметить, что для получения оздо-

ровительного эффекта физическая нагрузка должна быть умеренной без

резко выраженных физиологических сдвигов в организме.

Отдельно следует упомянуть о гиппокампе – части лимбической

системы головного мозга, которая участвует в механизмах формирования

эмоций, консолидации памяти, то есть перехода кратковременной памяти в

долговременную. Известно, что гиппокамп имеет ограниченную способ-

ность к запоминанию информации с возрастом, и, чтобы облегчать про-

цессы нейрогенеза, в организме заложена функция программированного

отсеивания старой и неиспользуемой информации, которая впоследствии

заменяется на новую. Процесс этого отсеивания происходит во сне, когда

мозг сортирует информацию, отложенную в оперативной памяти, и нуж-

ную сохраняет в памяти долговременной. Исследования показывают, что

снижение уровня нейрогенеза (способности образовывать новые нервные

клетки) ухудшает восстановление способности к обучению, в то же время

способствуя нейрогенезу за счет физической активности. Это означает, что

различные негативные процессы, влияющие на нейрогенез гиппокампа,

способны нивелироваться физической нагрузкой, поддерживающей память

в тонусе на протяжении всей жизни.

26

4

Физическая культура [Physical culture]

Особого внимания исследователей заслуживает изучение одного из

важнейших нейротрансмиттеров мозга – дофамина. Нейротрансмиттерами

называют вещества, которые способствуют передаче электрохимического

сигнала между синапсами головного мозга, влияя на поведение человека и

в целом на состояние центральной нервной системы. Дофамин отвечает за

такие процессы, как чувство удовлетворения, любви, привязанности, а са-

мое главное – играет немаловажную роль в обеспечении когнитивной дея-

тельности.

Активация дофаминовой электрохимической передачи импульса

необходима при процессах переключения внимания между различными

событиями. Соответственно, недостаток этого нейромедиатора или сниже-

ние чувствительности его рецепторов приводит к замедлению когнитив-

ных процессов: ухудшается память, снижается уровень мотивации, усид-

чивости, падает интерес к выполнению какого-либо задания [6, 7].

Роль физической нагрузки в данном случае заключается в том, что

процессы нейрогенеза во время занятий физической культурой и спортом

восстанавливают нормальную концентрацию этого нейромедиатора [8].

На сегодняшний день не существует установленного общего уровня

физической активности, при котором мозг функционировал бы на пределе

своих возможностей. Найти этот уровень сложно хотя бы потому, что ка-

ждый человек по природе своей индивидуален и индивидуальность его

заключается не только в общих физиологических параметрах, таких как

масса тела, рост, процент жира, а в более фундаментальных, таких как ко-

личество и характер нейронных связей в мозге, скорость метаболизма и др.

Таким образом, в ходе анализа влияния физических нагрузок на

когнитивное развитие студентов было выявлено, что физическая культура

и спорт положительно влияют на функциональные показатели, связанные с

познавательными процессами. При этом если каждый студент для себя

выработает собственный режим физической активности, режим питания и

сна, то тем самым создаст предпосылки для повышения умственных пока-

зателей.

Список литературы

1. Агаджанян Н.А. Адаптация и резервы организма. М.: ФКиС,

2015. 176 с.

2. Влияние физических упражнений на успеваемость студентов /

М.В. Перцева [и др.] // Успехи современного естествознания. 2013. № 10.

С. 212–213.

3. Глазкова Г.Б., Мамонова О.В. Организационно-содержательная

структура программы дополнительного образования по физической куль-

туре для студентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата // Тео-

рия и практика физической культуры. 2019. № 4. С. 11.

27

5

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 3

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 3]

4. Степыко Д.Г., Фарзалиев Д.А. Реализация двигательного потен-

циала детей в городской среде // Трансформация подходов к физическому

воспитанию в образовательных организациях: сб. статей по матер. Межре-

гионал. науч.-практ. конф. ин-та естествознания и спортивных технологий.

М.: Изд-во МГПУ, 2019. С. 113–116.

5. Social aspects of physical education of students with deviations in

health status / G. Glazkova [et al.] // Journal of Physical Education and Sport.

2020. № 20 (5). P. 2545–2553.

6. Развитие силовых способностей студентов вуза средствами гире-

вого спорта и атлетической гимнастики / Д.В. Выприков [и др.] // Известия

Тульского государственного университета. Физическая культура. Спорт.

2020. Вып. 4. С. 3–9.

7. Психолого-педагогическое исследование по совершенствованию

подготовки и переподготовки кадров в сфере физической культуры и

спорта / К.Э. Столяр [и др.] //Ученые записки университета им. П.Ф. Лес-

гафта. 2020. № 1 (179). С. 274–277.

8. Определение показателей для отнесения вида спортивной дея-

тельности к массовому спорту / В.Г. Медведев [и др.] // Физическая куль-

тура: воспитание, образование, тренировка. 2019. № 5. С. 35–38.

References

1. Agadzhanyan N.A. Adaptaciya i rezervy organizma [Adaptation and reserves of

the body]. M.: FKiS., 2015. 176 p.

2. Vliyanie fizicheskih uprazhnenij na uspevaemost' studentov [The influence of

physical exercises on the progress of students] / M.V. Perceva [et al.] // Uspekhi

sovremennogo estestvoznaniya [Successes of modern natural science]. 2013. No. 10. P. 212–

213.

3. Glazkova G.B., Mamonova O.V. Organizacionno-soderzhatel'naya struktura

programmy dopolnitel'nogo obrazovaniya po fizicheskoj kul'ture dlya studentov s

narusheniyami oporno-dvigatel'nogo apparata [Organizational and content structure of the

program of additional education in physical culture for students with musculoskeletal

disorders] // Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury [Theory and practice of physical culture].

2019. No. 4. P. 11.

4. Stepyko D.G., Farzaliev D.A. Realizaciya dvigatel'nogo potenciala detej v

gorodskoj srede [Realization of the motor potential of children in the urban environment] //

Transformation of approaches to physical education in educational organizations: collection

of articles. articles on mater. Interregional. scientific-practical conf. Institute of Natural

Science and Sports Technologies. M.: MGPU Publishing House, 2019. P. 113–116.

5. Social aspects of physical education of students with deviations in health status /

G. Glazkova [et al.] // Journal of Physical Education and Sport. 2020. № 20 (5). P. 2545–

2553.

6. Razvitie silovyh sposobnostej studentov vuza sredstvami girevogo sporta i

atleticheskoj gimnastiki [Development of power abilities of university students by means of

kettlebell lifting and athletic gymnastics] / D.V. Vyprikov [et al.] // Izvestiya Tul'skogo

gosudarstvennogo universiteta. Fizicheskaya kul'tura. Sport [Bulletin of the Tula State

University. Physical culture. Sport]. 2020. Issue 4. P. 3–9.

28

6

Физическая культура [Physical culture]

7. Psihologo-pedagogicheskoe issledovanie po sovershenstvovaniyu podgotovki i

perepodgotovki kadrov v sfere fizicheskoj kul'tury i sporta [Psychological and pedagogical

research to improve the training and retraining of personnel in the field of physical culture

and sports] / K.E. Stolyar [et al.] //Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta [Scientific

Notes of the University. P.F. Lesgaft]. 2020. No. 1 (179). P. 274–277.

8. Opredelenie pokazatelej dlya otneseniya vida sportivnoj deyatel'nosti k

massovomu sportu [Determination of indicators for referring the type of sports activity to

mass sports] / V.G. Medvedev [et al.] // Fizicheskaya kul'tura: vospitanie, obrazovanie,

trenirovka [Physical culture: upbringing, education, training]. 2019. No. 5. P. 35–38.

29