Укрощение амигдалы и другие инструменты тренировки мозга

Когда во время физических упражнений увеличивается циркуляция крови, запасы белка BDNF, скопившиеся возле синапсов, освобождаются. Во время физических упражнений ИФР-1, VEGF и FGF-2 проникают через гематоэнцефалический барьер, через сеть капилляров, а также через слой защитных клеток, предотвращающих, например, проникновение в клетки бактерий. Эти три белка взаимодействуют с BDNF для стимулирования на молекулярном уровне процессов, отвечающих за обучение и запоминание.

Стволовые клетки способны дифференцироваться в нейроны и клетки глии в ходе процесса, который активизируется благодаря физическим упражнениям. Тем не менее одни лишь физические нагрузки не обеспечат поддержку новых нейронов. Как показывают результаты исследований, для этого необходима также интеллектуальная среда. Иными словами, для сохранения функциональности новых нейронов требуется сочетать умственную деятельность с физическими нагрузками. Вероятно, поэтому некоторые профессиональные спортсмены отличаются интеллектом, а некоторые им не блещут.

Доказано, что физические упражнения, особенно при выполнении их в новой, стимулирующей обстановке, способствуют процессу нейрогенеза. Обучение чему-то новому – важное условие, так как развитие новых нейронов происходит в области гиппокампа, отвечающего за функции обучения (памяти). Таким образом, физические упражнения и обучение чему-то новому в совокупности стимулируют нейрогенез. Благодаря физическим упражнениям новые нейроны образуются, а благодаря обучению они выживают. Поэтому наиболее эффективными можно назвать физические упражнения, при которых происходит повышение активности сердечно-сосудистой системы и обучение какому-то новому навыку.

Самых лучших результатов добивается человек, который добровольно и осознанно решает регулярно заниматься спортом. В этом случае он не испытывает стресса, а в его мозге продуцируются тэта-волны, появляющиеся, когда мозг сосредоточен на одном источнике информации. Тэта-ритм не продуцируется, когда человек ест, пьет или автоматически выполняет какие-то действия. Занятия спортом – это не то, что человек выполняет механически, в силу привычки; это осознанное решение. Так как за процесс принятия решений отвечает лобная доля, активация этой области головного мозга – основная часть процесса нейрогенеза. Иными словами, невозможно научиться чему-то новому, если не приложить к этому усилий и не сосредоточить на этом внимание.

Подведем итоги сказанному: существуют убедительные доказательства, что физические упражнения стимулируют процесс обучения. Однако этот эффект проявляется после занятия физическими упражнениями, потому что во время интенсивных упражнений кровь отливает от префронтальной коры, чтобы помочь организму справиться с физической нагрузкой. Так как префронтальная кора – центр исполнительных функций мозга, без ее участия процесс обучения невозможен. После завершения физических упражнений кровь вновь приливает к префронтальной коре, а человек получает повышенную способность к концентрации. Так что, как советовал Джон Рэти, не стоит готовиться к поступлению на юридический факультет, не отрываясь от эллиптического тренажера в спортзале. Для максимального результата начните штудировать учебную литературу после того, как позанимаетесь спортом.

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.