Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, установило, что даже кратковременные занятия простыми упражнениями могут увеличить кровоток в префронтальной коре — области мозга, отвечающей за важные когнитивные процессы, такие как принятие решений, память и внимание. Это открытие может способствовать разработке простых программ физической активности, которые улучшат функционирование мозга, особенно у детей, которые часто ведут более сидячий образ жизни.
Физическая активность улучшает работу мозга, однако большинство исследований сосредоточено на умеренных и интенсивных упражнениях, таких как бег или другие виды спорта. Эти занятия способствуют усиленному кровообращению и стимулируют образование новых нейронов. Тем не менее многие дети по всему миру не выполняют достаточное количество физических упражнений и малоподвижный образ жизни продолжает распространяться. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, 81% детей не достигают рекомендованных норм физической активности, что вызывает опасения относительно их развития и когнитивных способностей.
«Сидячий образ жизни и недостаток физической активности становятся обычным явлением среди детей повсеместно», — говорит Такаши Найто, аспирант университета Васэда и исследователь Института человеческой производительности. «Мы намерены создать программу упражнений, которую легко можно выполнять в классе или между уроками, чтобы предотвратить малоподвижный образ жизни и положительно повлиять на функционирование мозга детей. Даже легкие физические нагрузки полезны для здоровья. На первом этапе мы исследовали, как легкие упражнения воздействуют на кровоток в мозге».
В исследовании принял участие 41 здоровый ребенок из Японии, от пятиклассников до учащихся младших классов средней школы. Исследователи познакомили детей с семью различными видами упражнений легкой интенсивности. Эти упражнения были выбраны потому, что их можно было легко выполнять без специального оборудования и они требовали минимальных движений головы и туловища, что помогало уменьшить помехи при измерении мозговой активности.
Упражнения включали в себя следующие движения:
- растяжка вверх (поднимание рук вверх со сложенными ладонями),
- растяжка плеч (растягивание одной руки через грудь),
- круговые движения локтями (широкие вращательные движения локтями),
- повороты туловища (повороты верхней части тела),
- мытье рук (трение рук друг о друга),
- упражнение «Большой палец и мизинец» (упражнение для ловкости пальцев),
- баланс на одной ноге (стойка на одной ноге для тренировки равновесия).
Эти упражнения, за исключением баланса, дети выполняли сидя, каждое упражнение в течение 10–20 сек., а исследователи измеряли активность мозга во время упражнений с помощью функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS). Эта технология отслеживает изменения в кровотоке, измеряя концентрацию насыщенного кислородом гемоглобина в префронтальной коре.
Исследование показало, что практически все виды физической активности, за исключением некоторых статических растяжек, значительно увеличивают приток крови к префронтальной коре мозга по сравнению с состоянием покоя. Повышение кровотока указывает на активизацию мозга, особенно в тех областях, которые отвечают за исполнительные функции, такие как рабочая память, внимание и принятие решений.
«Я был приятно удивлен тем, что простые движения рук и пальцев в течение 10–20 секунд значительно повысили приток крови к префронтальной коре, — сказал Найто в интервью PsyPost. — Учитывая тесную связь рук с мозгом, я ожидал, что кровоток слегка увеличится, однако результаты превзошли мои ожидания».
Наиболее заметное увеличение мозговой активности наблюдалось при упражнениях, связанных с интенсивным движением или высоким уровнем когнитивной нагрузки, таких как скручивания туловища или балансировка на одной ноге. Например, упражнения на вращение локтями и балансировку, где требовалась концентрация для удержания равновесия, продемонстрировали значительное увеличение кровотока в различных частях префронтальной коры.
«Балансировка на одной ноге — это простое упражнение, — отметил Найтo. — Тем не менее я был поражен тем, что оно увеличивает приток крови к префронтальной коре в такой степени».
Более простые статические упражнения, такие как растяжка плеч, практически не вызывали изменений в активности мозга. То есть сложные физические или умственные нагрузки способны более эффективно воздействовать на мозговую деятельность. Также исследователи не обнаружили значительных различий в активности мозга между упражнениями, выполняемыми в течение 10 сек. и 20 сек. Следовательно, даже коротких эпизодов легкой физической нагрузки достаточно для повышения мозговой активности.
Результаты исследования свидетельствуют, что «даже кратковременные упражнения с низкой интенсивностью могут вызывать изменения в организме, способствующие улучшению здоровья тела и мозга по сравнению с длительным пребыванием в одном положении, — пояснил Найтo. — Даже если вы работаете, учитесь или смотрите телевизор за столом, старайтесь время от времени немного двигаться».
Однако у исследования есть ряд ограничений. Возрастная группа участников была относительно узкой: исследование охватывало детей в возрасте 10–15 лет. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, будут ли аналогичные результаты наблюдаться у младших детей, подростков или взрослых. Кроме того, в исследовании не учитывались индивидуальная физическая подготовка детей, уровень их ежедневной активности или индекс массы тела, которые могут повлиять на результаты.
Еще одним ограничение состоит в том, что не было проведено прямых тестов, чтобы проверить, действительно ли это увеличение кровотока приводит к улучшению когнитивных функций.
«Данное исследование показало, что короткие занятия физической активностью низкой интенсивности способствуют увеличению кровотока в префронтальной коре, за исключением случаев с монотонными растяжками, — отметил Найто. — Тем не менее необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, вызывает ли это улучшение когнитивных функций; в данный момент мы работаем над этим».
Исследователи надеются, что такие упражнения могут стать важной частью школьного расписания, помогая снизить негативные последствия сидячего образа жизни и способствуя умственному развитию.
«Основываясь на наших выводах, мы разрабатываем программу недолгих физических упражнений, которая займет всего несколько минут, и изучаем, оказывает ли это положительное влияние на кровообращение и когнитивные функции детей, — добавил Найто. — Мы планируем продвигать наше исследование, чтобы школы могли интегрировать эту программу, доступную для выполнения любому, с целью снижения сидячего поведения у детей и улучшения их умственных способностей. Также мы хотим расширить эти программы для взрослых и пожилых людей, чтобы поддерживать и улучшать их когнитивные функции».
