Шведские правила здоровья

Головной мозг – самый сложный человеческий орган. То, что все мысли, чувства и воспоминания помещаются в этой серо-белой массе, вес которой составляет немногим более килограмма и которая умещается в черепной коробке, кажется сюрреалистичным. Мозг – наша самая значимая часть, но знаем мы о нем очень мало. Как бы динамично ни развивались исследования, касающиеся мозга, нужно отметить, что продвинулись они не так далеко, знания на данную тему все еще остаются поверхностными. Хотя один факт не подлежит сомнению: способ функционирования мозга имеет непосредственную связь с физической активностью.

Почему благодаря тренировке вы чувствуете себя лучше

Самочувствие во время физической нагрузки улучшается. Почему? Все наверняка слышали о серотонине, дофамине, норадреналине и эндорфинах. Все они играют важную роль во взаимосвязи между физической активностью и головным мозгом, благодаря им мы хорошо себя чувствуем, когда двигаемся.

Серотонин обеспечивает нам ощущение удовлетворенности и спокойствия. Дофамин способствует хорошему настроению после тренировки, приема пищи, алкоголя, секса, кроме того, мотивирует нас на поступки. Норадреналин помогает нам чувствовать себя активными и бодрыми.

И наконец, эндорфины. Они действуют почти так же, как и морфин: усмиряют боль и оказывают седативный эффект. То, что мозг может вознаграждать сам себя при помощи выработки определенного рода морфиноподобных веществ, стало сенсацией. Ученые выяснили это, когда в 1970-х годах обнаружили эндорфины. Многие вещи, например еда, смех и секс, приводят к тому, что мозг начинает вырабатывать эндорфины, однако особенно показательна в этом плане двигательная активность. Всего лишь 30-минутной интенсивной тренировки достаточно для выделения эндорфинов, количество которых соответствует 10 мг морфина. Это вполне приличная доза, примерно столько же вводится в организм пациента для снятия болевого синдрома в условиях стационара.

Когда вы физически активны, ваш мозг высвобождает все эти субстанции, причем происходит это независимо от возраста и интенсивности тренировок. Выработка этих веществ начинается достаточно быстро, через 5–15 минут после окончания серии упражнений, а эффект сохраняется на протяжении нескольких часов.

Однако в ходе исследований было выявлено, что физическая активность не просто вызывает рост уровня серотонина, дофамина, норадреналина и эндорфинов, она оказывает более сильное влияние на наш мозг.

Физическая активность чрезвычайно полезна для мозга. За последние годы ученые выяснили, что мозг в значительно большей степени реагирует на раздражители и поддается изменениям, чем считалось ранее. Таким образом, он является намного более податливым материалом, чем, к примеру, глина. На протяжении всей жизни мозг формируется, рождаются новые клетки и межклеточные контакты. Лучшего приспособления, чем регулярная физическая активность, для придания формы этой «глине» не существует.

Мозг весит немногим более килограмма, что составляет около 2 процентов от веса тела человека. Несмотря на это, он поглощает двадцать процентов общей энергии – в десять раз больше, чем другие органы.

Во время физической активности ваши мышцы требуют повышенного количества кислорода и энергии, а сердце бьется быстрее и сильнее, чтобы перекачать больше крови. Когда вы двигаетесь, улучшается кровообращение во всем теле, поэтому не только мышцы получают значительный объем крови, но и мозг тоже. Правда, при большой отдаче сил поступление крови в головной мозг уменьшается, ведь в этом случае кровь доходит в первую очередь до мышц и сердца. Этим частично объясняется, почему вы чувствуете себя истощенным, если физическая нагрузка слишком велика.

Во время физической активности в коре головного мозга (его внешней части) рождаются также новые маленькие кровеносные сосуды (капилляры), которые обеспечивают поступление крови к мозгу. Но имеет ли все это какой-либо практический смысл? Ведь большее количество крови и образование новых кровеносных сосудов не имеют особого значения, если это не влияет на способ функционирования нашего организма. Поэтому далее мы постараемся ответить на вопросы: работает ли мозг лучше благодаря физической активности; помогает ли нам ведение подвижного образа жизни стать более креативными, улучшить концентрацию и пребывать в хорошем настроении?

Самым экстремальным видом влияния физической активности на самочувствие является так называемый runner’s high (эйфория бегуна). Это состояние эйфории, которое может возникнуть после длительного сеанса интенсивной тренировки. Многие марафонцы говорят о чувстве радости, которое неожиданно начинает переполнять их после 25–35 километров бега. Боли и неприятные ощущения исчезают. Чувства обостряются, и, несмотря на то что темп бега возрастает, ощущение дискомфорта не возникает.

Но это чувство может оказаться обманчивым. Ускорение бега в момент эйфории может сыграть злую шутку, потому что так мы можем лишить себя ценных запасов углеводов (гликогена), а после, как говорят марафонцы, просто упереться в «стену».

Понятие runner’s high вывел американец Джеймс Фикс в 1970-х годах в своей книге о беге. Более поздние исследования доказали, что не только бегуны на длинные дистанции, но и спортсмены в других дисциплинах, проводящие длительные тренировки, достигают данного эффекта.

Почему благодаря движению возникает чувство эйфории? Возможно, разгадка кроется в глубине веков, ведь в древности нужно было любой ценой выжить, во время охоты найти силы для погони за животными, а при необходимости преодолевать большие расстояния легко получить разного вида ушибы и раны. В таких ситуациях необычайно ценной была возможность усмирения боли и достижения чувства радости, чтобы не отступить перед трудностями и не потерять добычу, например, из-за вывиха ноги.

Похоже, что экстазу бегуна сопутствует улучшение концентрации и зоркости. Может быть, именно поэтому такие качества были важны во время охоты и обеспечивали ее успех. Метод охоты, основывающийся на утомлении добычи долговременной погоней, до сих пор используется туземцами (например, в пустыне Калахари).

Мы до конца не знаем, что происходит в организме человека, который испытывает экстаз бегуна, но благодаря исследованиям мозга стайеров стало известно следующее: после двух часов интенсивного бега возрастает уровень эндорфинов в организме, в частности в префронтальной коре и лимбической системе, а значит, в частях мозга, отвечающих за удовольствие. Бегуны отмечают, что удовольствие проявляется дозированно.

Чем большую эйфорию они ощущают во время бега, тем выше уровень эндорфинов в организме.

Нельзя утверждать с полной уверенностью, что эндорфины являются единственной причиной возникновения экстаза у бегунов. В свое время были проведены опыты по приостановлению влияния эндорфинов на организм. Они основывались на подаче бегунам субстанций, нейтрализующих действие морфина (эндорфины обладают морфиноподобным действием). Несмотря на это, бегуны все равно ощущали эйфорию. В связи с чем перед нами возникает вопрос: от чего еще это может зависеть?

Многие считают, что тренировка увеличивает содержание так называемых эндоканнабиноидов – веществ, вырабатываемых мозгом для усмирения боли. Иногда эндоканнабиноиды представляются учеными в виде конопли, выращиваемой организмом для собственного употребления, по большому счету это не так далеко от правды, ведь они попадают в те же мозговые рецепторы, что марихуана и гашиш.

Мозг награждает сам себя эндоканнабиноидами только в случае значительных физических усилий. Интенсивной прогулки, естественно, будет недостаточно для того, чтобы достичь эффекта, подобного эйфории бегуна.

Тренировка, память и концентрация

Долгое время считалось, что на протяжении жизни новые клетки в мозгу не рождаются, поэтому нужно довольствоваться тем запасом, который человек получил в детстве. Однако в конце 1990-х годов шведские ученые доказали, что в некоторых частях головного мозга новые клетки у взрослых все же появляются. Старые медицинские догмы оказались ошибочными, что привело к необходимости заново переписывать учебники.

Можем ли мы в связи с этим не волноваться, что с течением времени теряем какую-то часть клеток головного мозга? К сожалению, нет. Несмотря на то что треть клеток формируется на протяжении всей жизни человека, клетки, образовавшиеся ранее, начинают умирать намного быстрее. Такое положение вещей приводит к тому, что мозг постепенно уменьшается в объеме, этот процесс запускается очень рано: наибольшего размера мозг человека достигает к двадцати годам, позднее он начинает постепенно уменьшаться.

Каждый день мы теряем от 50 до 100 тысяч клеток головного мозга (одну клетку в секунду). На протяжении жизни взрослого человека гибнет примерно 100 миллиардов мозговых клеток.

Гиппокамп – это часть головного мозга, которая среди прочего отвечает за память и способность учиться. Он относится к тем областям мозга, которые с возрастом сокращаются, что влечет за собой ухудшение памяти.

Можно ли как-то приостановить эти процессы, приводящие к уменьшению числа клеток головного мозга, сокращению гиппокампа? Конечно, можно. Как вы, вероятно, уже догадались, самое главное здесь – это движение. Физические нагрузки позволяют не только затормозить эти процессы, но даже повернуть их вспять.

То, что движение имеет положительное влияние на гиппокамп и соответственно память, было выяснено в ходе лабораторных опытов на мышах. Одна часть мышей, подвергнутых эксперименту, имела в своей клетке колесо, в котором могла бегать. У другой части мышей доступа к колесу не было. Через некоторое время учеными было выявлено, что в гиппокампе мышей, имеющих возможность проявлять физическую активность, образовались новые клетки. Такой процесс регенерации мозга и рождение в нем новых клеток называется нейрогенезом.

По окончании эксперимента было обнаружено, что у мышей, которые имели возможность бегать, через несколько недель было в два раза больше новых мозговых клеток в гиппокампе, в отличие от тех грызунов, которые находились в состоянии покоя.

Также было замечено, что у мышей, имеющих физическую нагрузку, улучшилась память, это было проверено при помощи лабиринта, из которого они с легкостью выбирались, хорошо запоминая дорогу.

Фред «Ржавый» Гейдж из Исследовательского института Салк (Ла-Холья, Калифорния, США), который проводил данный эксперимент, принадлежит к группе передовых ученых, исследующих влияние физической активности на головной мозг. Он нам поведал, что результаты, полученные в ходе опыта, были настолько поразительными и непредсказуемыми, что коллеги из его группы вынуждены были по-новому взглянуть на многие вещи. «Когда мы впервые узнали, что физические нагрузки влияют на формирование новых клеток в мозгу у мышей, ученые из моей исследовательской группы начали заниматься бегом и прогуливаться в быстром темпе. Те, кто уже делал это раньше, стали относиться к тренировкам серьезнее и заниматься спортом еще более усердно».

Гейдж и его коллеги сделали вывод, что если у физически активных мышей образуются клетки, то так же должно происходить и у людей. Новые тесты подтвердили правильность такого умозаключения. На сегодняшний день мы знаем, что благодаря физической тренировке гиппокамп увеличивается, при этом снижаются риски проявления когнитивных расстройств и преждевременной деменции. В свое время было проведено исследование мозга группы людей среднего и старшего возраста. На протяжении года часть из них регулярно ходила на тренировки, а другая часть нет. Оказалось, что у тех, кто не был нагружен физически, гиппокамп сократился на 1,4 процента, что составляет средний темп нормального старения. В свою очередь, у людей, которые регулярно двигались, гиппокамп не только не уменьшился, но даже увеличил свои объемы на 2 процента.

Такое количество может показаться незначительным, но разница между отсутствием движения и регулярным движением означает двухлетнее торможение процесса старения мозга.

Как известно, существуют разные виды памяти, за которые отвечают определенные зоны мозга. Гиппокамп и лобная доля ответственны за рабочую память, то есть за то, о чем мы думаем в данную минуту (например, кратковременное удержание в памяти номера телефона), а также за пространственную память, помогающую ориентироваться в лесу или в городе.

Височная доля важна для эпизодической памяти, например, когда вы думаете о событиях, в которых принимали участие. Вы пользуетесь разными частями мозга, когда думаете о летних каникулах в детстве и когда пытаетесь вспомнить, где положили ключи.

Так, если разные части мозга контролируют разные виды памяти, означает ли это, что определенные виды тренировок влияют на конкретные виды памяти? Для того чтобы ответить на этот вопрос, ученые из Университета Британской Колумбии в Ванкувере попросили группу женщин в возрасте 70–80 лет, у которых наблюдались проблемы с памятью (но это не была деменция), регулярно выполнять определенные физические упражнения.

Одни бегали трусцой, другие поднимали гантели малой тяжести, определенная часть группы ограничилась выполнением упражнений на растяжку. Через некоторое время память этих женщин была проверена при помощи тестов (например, на запоминание слов или места, в котором были оставлены предметы). У испытуемых, которые бегали трусцой и поднимали гантели, результаты были лучше, чем у тех, которые выполняли упражнения на растяжку. Когда данные проанализировали, были выявлены поразительные взаимосвязи. Способность к запоминанию слов улучшалась у тех, кто бегал трусцой. Если говорить о памяти, касающейся местоположения предметов, например кошелька или ключей, то она улучшалась как у тех, кто делал силовые упражнения, так и у тех, кто выходил на прогулку или пробежку. Ученые сделали вывод, что разного рода тренировки влияют на разные виды памяти.

Таким образом, для улучшения памяти нужно разнообразить спектр проводимых физических тренировок. Например, если вы любите силовые упражнения, то время от времени стоит переключаться на беговые дисциплины. Сделав свои занятия спортом более разнообразными, вы получите больше пользы.

Анализ влияния разных форм активности на определенные виды памяти привел к неожиданным открытиям. Оказалось, что физическая активность может вызвать кратковременный импульс, стимулирующий память. Когда ученые из Ирландии порекомендовали исследуемой группе молодых людей регулярные физические упражнения, а после тестирования на память сравнили показатели их и ровесников, ведущих пассивный образ жизни, выяснилось, что вторая группа достигла более слабых результатов.

В ходе опытов была замечена еще одна особенность, которая подтвердила значимость регулярной физической активности. Внимание ученых привлекли результаты тестов, полученные непосредственно после тренировки, именно в этот момент показатели были самыми высокими. Был сделан вывод, что физическая активность может привести к кратковременному увеличению возможностей памяти. Осталось невыясненным, почему так происходит, мы только можем предполагать, что это обусловлено улучшением кровообращения головного мозга во время активного движения.

Мы уже выяснили, что физические нагрузки благотворно влияют как на рабочую, так и на долговременную память, а также дополнительно вызывают кратковременный импульс, ее стимулирующий. Но играет ли наша активность какую-либо роль в процессе хранения данных в кратковременной памяти? Нужно ли делать физические упражнения перед ознакомлением с новой информацией или в процессе ее усвоения?

Ученые провели эксперимент, в ходе которого несколько групп молодых женщин должны были начать изучение новых слов с помощью прослушивания аудиозаписи. Представительницы одной из групп перед усвоением новой информации ездили на велосипеде в умеренном темпе, другая группа делала это непосредственно во время прослушивания материала, а третья не проявляла физической активности ни перед изучением, ни во время него.

Были получены следующие результаты: лучше всего запоминала группа, которая слушала слова и одновременно ехала на велосипеде, после нее шли те участницы, у которых тренировка проходила перед изучением материала. Самый слабый результат был у группы, которая оставалась пассивной.

Здесь может возникнуть вопрос: если физическая активность полезна для памяти и усвоения знаний, то насколько интенсивно мы должны двигаться, чтобы эффекты были наиболее ощутимы? Ученые пришли к выводу, что физическая активность не должна быть слишком интенсивной. Если вы быстро бежите и одновременно изучаете новый материал, то качество усвоения информации не будет наилучшим, потому что мозг в этот момент больше концентрируется на активности, а не на попытках запомнить что-либо. Кроме того, эффект усвоения нового материала проявится не сразу, тесты показали, что память не улучшается даже после часовой тренировки. Разницу можно заметить только по истечении двух дней.

Таким образом, если у нас возникает необходимость запомнить небольшое количество информации на короткий отрезок времени, а значит, включить свою кратковременную память, то нужно проводить физические тренировки перед процессом запоминания либо во время него.

Благодаря физической активности не только рождаются новые мозговые клетки в гиппокампе, но и увеличивается часть мозга, которая называется префронтальной корой (располагается за лобной костью черепа).

Она играет важную роль в развитии личности человека, участвует в процессе формирования суждений и принятия решений. Данная область также выполняет важную социальную функцию, сдерживает нас от воплощения в жизнь без разбору всего, что приходит нам в голову. Увидев, например, кого-то в отвратительном галстуке, вероятнее всего, вы не решитесь на то, чтобы немедленно подойти к этому человеку и сказать ему об этом. В подобной ситуации префронтальная кора начинает действовать как своеобразный фильтр, сдерживающий фактор. У людей с повреждением этой части мозга (к примеру, в результате инсульта) может измениться характер, они могут утратить чувство дистанции, необходимой в общении между людьми.

Увеличение префронтальной коры у тренирующихся людей может оптимизировать процессы формирования суждений и принятия решений, а также влияет на уменьшение импульсивности. Можно ожидать и личностных изменений, ведь сторонники подвижного образа жизни менее подвержены неврозам. Хотя последнее умозаключение можно подвергнуть сомнению, ведь существует вероятность того, что просто не склонные к невротическим расстройствам люди чаще решаются на то, чтобы заняться спортом.

В американских фильмах, отображающих школьную действительность, существует определенное деление. С одной стороны, умные заучки в очках с толстыми линзами, с другой – накачанные полудурки. Для многих образ человека умного – это книжная моль, а не тот, кто занимается спортом. Однако этот стереотип расходится с реальностью, лучшее тому подтверждение можно найти в Швеции. Несколько лет назад перед началом военной службы все молодые люди, достигшие восемнадцати лет, в обязательном порядке проходили медицинский осмотр. Во время обследования проводились интеллектуальные тесты, проверялась физическая подготовка и состояние здоровья призывников. Когда были сопоставлены результаты более 1,2 миллиона людей, выяснилось, что находящиеся в хорошей физической форме в большинстве своем достигали высоких результатов и в тестах на интеллект. Восемнадцатилетние и физически развитые парни просто были умнее, чем их хилые ровесники.

Интеллектуальные тесты, проводимые с призывниками, были предназначены для анализа разных видов человеческих способностей. Например, понимание слов, развитость пространственного мышления, решение математических задач. Связь между хорошей физической формой и высокими результатами прослеживалась во всех областях. Показатели у исследуемых не ухудшались и спустя несколько лет. Было замечено, что люди в хорошей физической форме получали лучшее образование и хорошо оплачиваемую работу. Они в меньшей степени были подвержены депрессиям, если сравнивать с призывниками, находящимися в плохой физической форме.

Можно ли в связи с этим сделать вывод, что мы становимся умнее благодаря физическим нагрузкам? Ведь может быть так, что интеллектуально развитые люди просто больше тренируются. Чтобы получить ответ на данный вопрос, ученые провели наблюдение за изменением физической формы призывников между 15 и 18 годами жизни. Было замечено, что занявшиеся спортом и улучшившие свое физическое состояние, если не принимать во внимание уровень, с которого они стартовали, намного успешнее прошли интеллектуальные тесты по сравнению с физически пассивными участниками наблюдений. Иначе говоря, тот, кто много тренировался, был просто умнее. Однако необходимо еще раз отметить, что этому может быть и другое объяснение: необязательно молодые люди стали умнее благодаря тренировкам, могло быть и так, что те, у кого был более высокий интеллект, просто больше тренировались. В связи с этим ученые продолжили анализ. Так как интеллект и физические показатели в некоторой степени наследуются генетически, было решено сконцентрировать внимание на анализе данных призывников – однояйцевых близнецов. Ведь они обладают идентичными генами, к тому же чаще всего воспитываются в приблизительно одинаковых условиях. Поэтому разница физической формы, которая наблюдается у однояйцевых близнецов, зависит не только от наследственных факторов, но и от разницы в ежедневных привычках, к коим можно отнести физически активный образ жизни.