Изпълнението на елементарни физически упражнения подобрява когнитивните функции на мозъка при децата

Изследване, проведено от японски учени от Университета Васеда, резултатите от което са публикувани в списание Scientific Reports, е установило, че дори кратки занимания с елементарни физически упражнения могат да увеличат притока на кръв в префронталния кортекс, област от мозъка, отговаряща за важни когнитивни процеси, такива като като вземането на решения, паметта и вниманието. Това откритие може да доведе до разработването на елементарни програми за физическа активност, които подобряват мозъчната функция, особено при децата, които често водят заседнал начин на живот.

Широко известно е, че физическата активност подобрява функционирането на мозъка, но повечето изследвания са фокусирани върху умерени до интензивни физически активности, като бягането или упражняването на различни видове спорт. Тези дейности спомагат за подобряване на кръвообращението и стимулират образуването на нови неврони. Но така или иначе понастоящем е факт, че много деца не се движат достатъчно и не изпълняват физически упражнения, а заседналият начин на живот става все по-често срещан. Според Световната здравна организация 81% от децата по света не достигат препоръчителните нива на физическа активност, което поражда опасения за тяхното развитие и когнитивни способности.

„Заседналият начин на живот и липсата на физическа активност стават често срещани сред децата навсякъде“, казва Такаши Найто, аспирант в университета Васеда и изследовател в Института за човешка ефективност. „Ние възнамеряваме да създадем програма от упражнения, която лесно да се прави в клас или между уроците, за да предотвратим заседналия начин на живот и да повлияем положително на функционирането на мозъка при децата. Дори леката физическа активност е полезна за здравето. В първия етап ние изследвахме как леките упражнения влияят на кръвообращението в мозъка.”

В изследването са взели участие 41 здрави японски деца, от петокласници до ученици в началните класове на гимназията. Изследователите са запознали децата със седем различни вида упражнения с лека интензивност. Тези упражнения били избрани, тъй като можели лесно да се изпълняват без специално оборудване и изисквали минимално движение на главата и торса, което спомагало за намаляване на смущенията при измерването на мозъчната активност при участниците.

Упражненията включвали следните движения:

• разтягане нагоре (повдигане на ръцете със свити длани),

• разтягане на раменете (изпъване последователно на всяка ръка през гърдите),

• кръгови движения с лактите (широки ротационни движения с лактите),

• завъртания на торса (завъртания на горната част на тялото),

• миене на ръцете (търкане на ръцете една в друга),

• упражнение „Палец – малък пръст” (упражнение за сръчност на пръстите),

• баланс на един крак (стойка на един крак за  запазване на равновесие).

Децата изпълнявали тези упражнения, с изключение на баланса, седейки, като всяко упражнение протичало от 10 до 20 секунди, а в това време изследователите измервали мозъчната активност по време на упражненията, използвайки функционална близка инфрачервена спектроскопия (fNIRS). С помощта на тази технология е възможно да се наблюдават промените в кръвния поток чрез измерване на концентрацията на наситен с кислород хемоглобин в префронталния кортекс.

Изследването установило, че почти всички видове физическа активност, с изключение на някои от статичните разтягания, значително увеличават притока на кръв към префронталния кортекс в сравнение със състоянието на покой. Повишеният кръвен поток показва активиране на мозъка, особено в области, отговорни за такива важни изпълнителни функции като работна памет, запазване на концентация и вземане на решения.

“Бяхме приятно изненадани, установявайки, че елементарни движения на ръцете и пръстите за 10 до 20 секунди значително увеличи притока на кръв към префронталния кортекс“, обяснява Найто в свое интервю пред изданието PsyPost. „Като се има предвид тясната връзка на ръцете с мозъка, предполагахме леко увеличение на притока на кръв, но резултатите надминаха очакванията ни.“

Най-забележимите увеличения на мозъчната активност се наблюдавали по време на упражнения, които включвали интензивни движения или високи нива на когнитивно натоварване, като завъртванията или балансирането на един крак. Например при въртенето на лактите и упражненията за балансиране, които изискват концентрация за запазване на равновесие, се наблюдавало значително интензифициране на кръвния поток в различни части на префронталния кортекс.

„Балансирането на един крак е елементарно упражнение“, отбеляза Найто. „Въпреки това бяхме изумени, че то до такава висока степен увеличава притока на кръв към префронталния кортекс.“

По-простите статични упражнения, като разтягане на раменете, причинявали малка или никаква промяна в мозъчната активност. Тоест сложните физически и психически натоварвания могат по-ефективно да повлияят на мозъчната дейност. Изследователите също така не открили значителни разлики в мозъчната активност между упражненията, изпълнявани за 10 и 20 секунди. Следователно дори кратки периоди на лека физическа активност са достатъчни, за да се повиши мозъчната активност.

Резултатите от изследването показват, че “дори кратки периоди на упражнения с ниска интензивност могат да доведат до промени в организма, спомагащи за подобряването на здравословното състояние на тялото и мозъка в сравнение с продължителното пребиваване в едно и също положение.”

„Когато работите, учите или гледате телевизия по-продължително време , старайте се от време на време се да се раздвижвате.“ – съветва Найто.

Изследването обаче има някои ограничения. Възрастовата група на участниците е била сравнително тясна: проучването включвало деца на възраст 10-15 години. Необходимо е да се проведат повече изследвания, за да се определи дали подобни резултати ще бъдат наблюдавани при по-малки деца, юноши или възрастни. Освен това в изследването не се е отчитало индивидуалното физическо състояние при децата, нивото на ежедневна активност и индекса на телесна маса, което по принцип може да повлияе на резултатите.

Още едно ограничение се състои в това, че не са правени директни тестове, за да се провери дали това увеличение на кръвния поток действително води до подобряване на когнитивните функции.

„Това изследване показва, че кратките прояви на физическа активност с нисък интензитет увеличават кръвния поток в префронталния кортекс, с изключение на тези, свързани с монотонни разтягания“, обяснява Найто. „Необходими са допълнителни изследвания, за да се установи дали и как това води до подобрения на различните когнитивни функции. В момента работим върху това.”

Изследователите се надяват, че подобни упражнения могат да станат важна част от училищния график, спомагайки за намаляване на негативните ефекти от заседналия начин на живот и спомагайки за умственото развитие на децата.

„Въз основа на нашите изводи ние разработваме кратка програма от физически упражнения, която отнема само няколко минути, и ще проучим дали тя оказва положителен ефект върху кръвообращението и когнитивните функции на децата“, добавя Найто. „Планираме да продължим нашите изследвания, така че училищата да могат да интегрират тази програма, която ще е достъпна за изпълнение от всеки с цел намаляване на периодите на седящо поведение при децата и подобряване умствените им способности. Също така искаме да разширим тези програми за работещи възрастни и хора в напреднала възраст с цел поддържане и подобряване на когнитивните им функции.“

Друго изследване, проведено по-рано тази година в Университета на Южна Австралия в Аделаида ( UniSA), е установило, че редовното провеждане на игрова оздравителна програма на работното място повишава физическата активност сред служителите, като при 95% от тях се наблюдавало подобряване на работната ефективност. Успехът на програмата се заключавал в нейната простота: тя изисквала само 15 минути ежедневна активност, което довело до увеличаване на общата физическа активност и подобряване на здравословното състояние на служителите.