елена фалилеева

Тренировка когнитивных способностей движением.

Можно ли улучшить мыслительную деятельность физическими упражнениями? Краткий обзор коры головного мозга и научные исследования.
Кора головного мозга связана с другими зонами мозга. Она принимает участие в формировании движений благодаря чувствительности и различным анализаторам. Движением можно тренировать когнитивные процессы.
Мозг – носитель разных функций. Он выполняет огромное количество задач и контролирует всю жизнедеятельность (не только мозг). Почему?

Организм человека стремится к пластичности и энергоемкости. Так и мозг человека в ходе эволюции прогрессировал и увеличивался благодаря сложной системе извилин и борозд, сохраняя и развивая свои функции.

Извилины - небольшие возвышения над поверхностью мозга, ограниченные бороздами. Вместе они образуют складки и их площадь в среднем составляет 1200 см3. Большая часть коры находится между складками.

Борозды
- углубления, которые разделяют извилины друг от друга. Различают первичные , вторичные и третичные борозды. Первичные формируются в утробе матери самыми первыми. Это те самые борозды, которые разделяют кору на 2 полушария - левое и правое. Вторичные - позже. А третичные изменчивы и могут менять форму, направление и размер. Они развиваются индивидуально и их наличие зависит от личностных особенностей человека и его умственных способностей. Помните фразу: "Тренируем извилины"? А тренировать, оказывается, можно только третичные борозды.

Основные извилины и борозды головного мозга потенцируют задачи коры, увеличивают выполняемые цели на единицу площади полушарий. И большая часть серого вещества мозга скрывается на бороздах между извилинами. А серое вещество - один из главных компонентов центральной нервной системы. Основной состав серого вещества головного мозга состоит из:

  • Тела нервных клеток - нейроны, которые принимают информацию извне, обрабатывают и хранят ее, передают и выводят во вне информацию с помощью электрических и химических сигналов.
  • Нейроглии - клетки нервной ткани, составляющие почти половину всей нервной ткани. Они окружают нейроны и обеспечивают условия для передачи нервных импульсов, и поддерживают гомеостаз мозга на разных уровнях. (1)
  • Капилляры - мелкие сосуды крови, которые переносят питательные и химические вещества.

Именно наличие капилляров и тел нейронов придает серому веществу мозга характерную окраску. Серое вещество имеется в тех областях мозга, которые контролируют мышечную активность и отвечают за сенсорное восприятие.

Исследования показывают, что объем семантической и кратковременной памяти снижается возрастом из-за уменьшения объема серого вещества(4). Помните про борозды и извилины?

Зона Брокка -участок коры головного мозга. Находится в задней нижней части третьей лобной извилины левого полушария (у правшей). Здесь перерабатывается прежде всего проприоцептивная информация, та, которая отвечает за положение нашего тела в пространстве.

Возникает вопрос: можно ли тренировать мозг, чтобы увеличить количество серого вещества и улучшить проприоцепцию? И как?

Хочу представить вдумчивому читателю ряд исследований, которые доказывают взаимосвязь физических движений с когнитивными способностями. И то и другое можно тренировать. Обычными упражнениями.

В 2019г. было проведено ранжирование всех известных исследований относительно взаимосвязи познавательных процессов и движений. Было выбрано 25, имеющих отношение к данной теме.

1)В одном из них было исследована возможность у пожилых людей контролировать баланс в повседневной жизни. Известно, что с возрастом ухудшаются сенсорные, когнитивные и костно-мышечные системы.

---Rogge et al. (2017) обнаружили, что 12-недельная тренировка баланса улучшает память и пространственное ориентирование у здоровых взрослых.
---Было обнаружено увеличение толщины коры в определенных областях головного мозга (в верхней височной коре, зрительных ассоциациях коры, в задней части поясной извилины, в верхней лобной борозде и в прецентральной извилине) в одной и той же группе. Оказалось, что что эти изменения коррелируют с улучшенными характеристиками баланса ( Rogge et al., 2018 ). То есть, эти области мозга играют определенную роль в пространственной ориентации и памяти, стимулируя зрительно-вестибулярные пути во время самостоятельного движения, и, таким образом, они могут опосредовать благотворное влияние упражнений на равновесие на познание.
---Мутон и Таубе (2019)обнаружили, что 2 недели тренировки баланса на нестабильной платформе улучшали постуральный контроль, что коррелировало с улучшением внутрикоркового торможения.

Таким образом, "комбинация двойных задач, функционально-ориентированных задач, стимулирует сенсорные и нервно-мышечные механизмы контроля. Было установлено, что у пожилых людей эти программы улучшают статическую и динамическую стабильность, а также ряд аспектов качества жизни.

В исследовании показано, что упражнение на равновесие улучшает баланс, когнитивные функции, а также качество жизни. Высказано предположение, что сочетание равновесия и упражнений на координацию может привести к еще большему улучшению качества жизни среди пожилых людей.


2)В Шанхае, в Восточно-китайский педагогический университете проведено исследование на способность способность обнаруживать симметрию в движении. В исследовании участвовали спортсмены и люди, на занимающиеся спортом, в котором оценивалась актуальность моторных областей, исследовались структурные изменения мозга у спортсменов по сравнению с не спортсменами и преимущества спортсменов в неявном обучении симметрии действия. Могут ли двигательные способности объяснить роль моторных областей в обучении? Участники пассивно наблюдали и запоминали ряд последовательностей биологических движений, в которых воплощалось правило симметрии, а затем оценивали новые последовательности как грамматические или нет.

---По сравнению с контрольной группой, не являющейся спортсменом, у спортсменов наблюдалась повышенная плотность серого вещества в правом мозжечке, которая может быть связана с с опытом наблюдения и прогнозирования действий во время физических тренировок.

---Увеличение плотности серого вещества распространялось на левую извилину, левую прекунеус ( отвечает за субъективные переживания) и правый таламус. В этих участках обнаружена повышенная активность в двигательном обучении и визуальном пространственном внимании ( Бассетт). et al., 2015 ; Berghuis et al., 2019 ; Hulme et al., 2010). Это позволило предположить, что структурная пластичность была связана с физическими упражнениями в этих областях для улучшения сенсорной и моторной регуляции.

---результаты показали, что люди с более высокими двигательными способностями могут использовать моторные изображения (особенно кинестетические изображения) чаще ( Callow et al., 2017 ; Mizuguchi et al., 2017 ; Rodgers et al., 1991 ).

---Данные исследования указывают на то,что область Брока ( в коре мозга) и плотность серого вещества принимает участие в неявном ( имплицитном) обучении - это обучение требует минимального внимание и может зависеть от механизмов произвольной и рабочей памяти. Плотность серого вещества в зоне Брока связана с точностью классификации. Это указывает на участие областей, связанных с обучением симметрии в разных областях.

3) В Корее проведено исследование на крысах. Тема:"Влияние физических упражнений и изменения диеты на когнитивные функции и синаптическую пластичность у крыс с ожирением, вызванных диетой с высоким содержанием жиров"

Вывод: ожирение, вызванное диетой с высоким содержанием жиров, снижает пластичность и когнитивную функцию мозга. НО! оно улучшается благодаря упражнениям и диетическим изменениям. В частности, считается, что регулярные физические упражнения оказывают положительное влияние на объем памяти и способность к обучению в отличие от контроля диеты.

Резюме: Кора головного мозга связана с другими зонами мозга. Она принимает участие в формировании движений благодаря чувствительности и различным анализаторам. Движением можно тренировать когнитивные процессы. И наоборот?


В коротком видео представлены элементы тренировки когнитивных процессов через физические упражнения. Но они могут быть разными.


Ссылки на литературу:

1.а)Arampatzis A., Peper A., Bierbaum S. (2011). Exercise of mechanisms for dynamic stability control increases stability performance in the elderly. J. Biomech 44, 52–58.

б) The Effect of Balance and Coordination Exercises on Quality of Life in Older Adults: A Mini-Review. Dunsky 2019.

2.Implicit learning of symmetry of human movement and gray matter density: Evidence against pure domain general and pure domain specific theories of implicit learning. Qian Zhang,Lin Li,Xiuyan Guo,Li Zheng,Yuyan Wu,Chu Zhou /International Journal of Psychophysiology 2019/

3.Neuroglia at the crossroads of homoeostasis, metabolism and signalling: evolution of the concept /Published online 2012 May 1. Prepublished online 2012 Mar 29./


4.Taki Y., Kinomura S., Sato K., Goto R., Wu K., Kawashima R., Fukuda H. Correlation between gray/white matter volume and cognition in healthy elderly people.


В коротком видео представлены элементы тренировки когнитивных процессов через физические упражнения. Но они могут быть разными.

Ссылки на литературу:

1.а)Arampatzis A., Peper A., Bierbaum S. (2011). Exercise of mechanisms for dynamic stability control increases stability performance in the elderly. J. Biomech 44, 52–58.
б) The Effect of Balance and Coordination Exercises on Quality of Life in Older Adults: A Mini-Review. Dunsky 2019.
2.Implicit learning of symmetry of human movement and gray matter density: Evidence against pure domain general and pure domain specific theories of implicit learning. Qian Zhang,Lin Li,Xiuyan Guo,Li Zheng,Yuyan Wu,Chu Zhou /International Journal of Psychophysiology 2019/
3.Neuroglia at the crossroads of homoeostasis, metabolism and signalling: evolution of the concept /Published online 2012 May 1. Prepublished online 2012 Mar 29./
4.Taki Y., Kinomura S., Sato K., Goto R., Wu K., Kawashima R., Fukuda H. Correlation between gray/white matter volume and cognition in healthy elderly people.
Made on
Tilda