Rakenna lihaksia, rakenna aivosi

Keho oli suunniteltu työnnettäväksi, ja kun työntämme vartaloamme, työntämme myös aivomme. Oppiminen ja muisti kehittyivät yhdessä niiden motoristen toimintojen kanssa, jotka antoivat esivanhempiemme jäljittää ruokaa. Aivomme kannalta ei ole todellista tarvetta oppia mitään, jos emme liiku.

Tutkiessa liikunta- ja huomiovajehäiriöitä (ADHD tai ADD), olemme oppineet, että liikunta parantaa oppimista kolmella tasolla: Se optimoi ajattelutavasi valppauden, huomion parantaminen, ja motivaatio. Se valmistaa ja kannustaa hermosoluja sitoutumaan toisiinsa, mikä on solujen perusta uuden tiedon oppimiseen. Ja se kannustaa uusien hermosolujen kehitystä kantasoluista hippokampuksessa, aivojen alueella, joka liittyy muistiin ja oppimiseen.

Useat asteittain etenevät koulut ovat kokeilleet liikuntaa selvittääkseen, parantaako liikunta ennen luokkaa lapsen lukutaitoa ja hänen suorituskykyään muissa oppiaineissa. Arvaa mitä? Se tekee.

Tiedämme nyt, että aivot ovat joustavia tai muovia neurotieteilijöiden vallassa - enemmän Play-Doh kuin posliini. Se on mukautuva elin, joka voidaan muovata syöttämällä samalla tavalla kuin lihas voidaan veistää nostamalla tankoa. Mitä enemmän sitä käytät, sitä vahvemmaksi ja joustavammaksi se tulee.

Kaukaa kuin johdotonta, kuten tutkijat aikoivat kuvitella sitä, ADHD-aivot on jatkuvasti lanka. Olen täällä opettamassa sinulle kuinka olla oma sähköasentajasi.

[Ota se ulkopuolelle! ADHD: n hoitaminen liikunnalla]

Harjoitus: lääke aivoillesi?

Kyse on viestinnästä. Aivot koostuvat sadasta miljardista erityyppisestä neuronista, jotka keskustelevat keskenään satojen erilaisten kemikaalien avulla ajatuksidemme ja toimiemme hallitsemiseksi. Jokainen aivosolu voi vastaanottaa tuloja sadasta tuhannesta muusta, ennen kuin se laukaisee oman signaalinsa. Soluhaarojen välinen risteys on synapsia, ja tässä kumi kohtaa tien. Se toimii siten, että sähköinen signaali ampuu alas aksonia, lähtevää haaraa, kunnes se saavuttaa synapsin, missä välittäjäaine kuljettaa viestin kemiallisen synaptisen aukon läpi muodostavat. Toisella puolella dendriittiä tai vastaanottavaa haaraa välittäjäaine kytkeytyy reseptoriin - kuten avain lukkoon - ja tämä avaa ionikanavia solukalvossa signaalin muuttamiseksi takaisin sähköä.

Noin 80 prosenttia aivojen signaloinnista tapahtuu kahdella välittäjäaineella, jotka tasapainottavat toistensa signaalia vaikutus: Glutamaatti hidastaa aktiivisuutta merkinantokaskadin aloittamiseksi, ja gamma-aminovoihappo (GABA) puristuu toiminta. Kun glutamaatti välittää signaalin kahden neuronin välillä, joista ei ole aiemmin puhuttu, toiminta alkaa pumpun. Mitä useammin yhteys aktivoidaan, sitä voimakkaammaksi vetovoima muuttuu. Kuten sanonta kuuluu, neuronit, jotka palovat yhdessä, johtivat yhteen. Mikä tekee glutamaatista tärkeän ainesosan oppimisessa.

Psykiatria keskittyy enemmän ryhmään välittäjäaineita, jotka toimivat säätelijöinä - signalointiprosessista ja muusta aivojen tekemästä. Näitä ovat serotoniini, norepinefriini ja dopamiini. Ja vaikka niitä tuottavat neuronit edustavat vain yhtä prosenttia aivojen sadasta miljardista solusta, näillä välittäjäaineilla on voimakas vaikutus. Ne voivat neuvoa neuronia tekemään enemmän glutamaattia, tai ne voivat tehdä neuronista tehokkaamman tai muuttaa sen reseptorien herkkyyttä. Ne voivat vähentää aivojen ”kohinaa” tai päinvastoin vahvistaa näitä signaaleja.

Sanon ihmisille, että juokseminen on kuin ottaen vähän Prozacia ja vähän Ritalin koska liikunta nostaa näitä välittäjäaineita, kuten lääkkeetkin. Se on kätevä metafora pisteen selvittämiseen, mutta syvempi selitys on, että harjoittelu tasapainottaa välittäjäaineita - aivojen muiden hermokemikaalien ohella.

[Liikunta ja uni: Parempi aivoterapia lapsesi tarpeisiin]

Kuinka aivot oppivat ja luovat muistoja

Yhtä perustavaa laatua kuin välittäjäaineet ovat, on olemassa toinen isäntämolekyyliluokka, joka on viimeisen 15 vuoden aikana muuttanut dramaattisesti käsitystämme aivojen yhteyksistä. Puhun proteiiniperheestä, johon viitataan ”tekijöinä”, joista näkyvin on aivoperäinen neurotrofinen tekijä (BDNF). Kun välittäjät lähettävät signalointia, neurotropiinit, kuten BDNF, rakentavat ja ylläpitävät itse infrastruktuuria.

Kun tutkijoille tuli selväksi, että BDNF oli läsnä hipokampuksessa, aivojen alueella muistiin ja oppimiseen liittyviä asioita, he yrittivät testata, oliko se välttämätön aineosa käsitellä asiaa. Oppiminen vaatii hermosolujen affiniteetin vahvistamista dynaamisen mekanismin avulla, jota kutsutaan pitkäaikaiseksi potentiatioksi (LTP). Kun aivoja kehotetaan ottamaan tietoa, kysyntä aiheuttaa luonnollisesti aktiivisuutta neuronien välillä. Mitä enemmän aktiviteettia, sitä voimakkaammaksi vetovoima muuttuu, ja sitä helpompi on signaalin laukaus ja yhteyden muodostaminen.

Oletetaan, että opit ranskan sanaa. Kun kuulet sen ensimmäisen kerran, uudelle piirille rekrytoidut hermosolut ampuvat glutamaattisignaalin toistensa välillä. Jos et koskaan harjoittele sanaa uudestaan, osallistuvien synapsien välinen vetovoima vähenee, heikentäen signaalia. Unohdat.

Löytö, joka hämmästytti muistin tutkijoita - ja ansaitsi Columbian yliopiston neurotieteilijä Eric Kandelille osan 2000 Nobel-palkinto - toistuva aktivointi tai harjoittelu aiheuttaa synapsien itsensä turvotuksen ja vahvistuksen liitännät. Neuroni on kuin puu, jolla on lehtien sijaan synapsit dendriittisillä oksillaan. Lopulta uudet oksat itävät, jolloin saadaan lisää synapsia yhteyksien lujittamiseksi edelleen. Näitä muutoksia kutsutaan synaptiseksi plastisuudeksi, missä BDNF ottaa keskipisteen.

Aiemmin tutkijat havaitsivat, että jos ne siristelivat BDNF: ää neuroneihin Petri-maljassa, solut itävät automaattisesti uudet oksat, tuottaen saman oppimiselle vaadittavan rakenteellisen kasvun. Kutsun BDNF Miracle-Gro: ta aivoihin. BDNF sitoutuu myös synapsin reseptoreihin vapauttaen ionien virtauksen lisäämään jännitettä ja parantamaan välittömästi signaalin voimakkuutta. Solun sisällä BDNF aktivoi geenit, jotka vaativat lisää BDNF: n tuottamista, samoin kuin serotoniini ja proteiinit, jotka rakentavat synapsit. BDNF ohjaa liikennettä ja suunnittelee myös teitä. Kaiken kaikkiaan se parantaa neuronien toimintaa, kannustaa niiden kasvua ja vahvistaa ja suojaa niitä solujen kuoleman luonnolliselta prosessilta

Mitä enemmän vartaloharjoituksesi tekevät, sitä paremmat aivotoiminnot ovat

Joten miten aivot lisäävät BDNF-määräänsä? Harjoittele. Vuonna 1995 tein tutkimusta kirjalleni, Käyttöopas aivoihin, kun löysin lehdessä yhden sivun artikkelin luonto noin liikunnasta ja BDNF: stä hiirissä. Siellä oli tuskin enemmän kuin sarake tekstiä, mutta se sanoi kaiken. Tutkimuksen kirjoittajan mukaan Carl Cotman, tutkimuksen johtaja Aivojen ikääntymisen ja dementian instituutti Kalifornian yliopistossa, Irvine, harjoittelu näytti nostavan Miracle-Gro: ta tai BDNF: ää koko aivoissa.

Osoittamalla, että harjoitus herättää oppimisprosessin päämolekyylin, BDNF, Cotman naulasi biologisen yhteyden liikkeen ja kognitiivisen toiminnan välillä. Hän perusti kokeilun mitata BDNF-tasoja treenevien hiirten aivoissa.

Toisin kuin ihmiset, jyrsijät näyttävät nauttivan fyysisestä aktiivisuudesta, ja Cotmanin hiiret juoksivat useita kilometrejä yössä. Kun heidän aivoihinsa injektoitiin molekyyli, joka sitoutuu BDNF: ään ja skannataan, ei vain juoksevat jyrsijät osoittavat BDNF: n lisääntymistä kontrolleihin nähden, mutta mitä kauemmas hiiri juoksi, sitä korkeammat tasot ovat olivat.

Kun tarinat BDNF: stä ja liikunnasta kehittyivät yhdessä, kävi selväksi, että molekyyli ei ollut tärkeä pelkästään hermosolujen selviytymiseksi, mutta myös niiden kasvua varten (itävät uudet oksat) ja siten oppimista. Cotman osoitti sen liikunta auttaa aivoja oppimaan.

"Yksi liikunnan näkyvistä piirteistä, joita joskus ei arvosteta tutkimuksissa, on oppimisasteen parantaminen, ja mielestäni se on viileä kotiin lähettämisen viesti", Cotman sanoo. "Koska se viittaa siihen, että jos olet hyvässä kunnossa, saatat pystyä oppimaan ja toimimaan tehokkaammin."

Itse asiassa vuonna 2007 tehdyssä tutkimuksessa saksalaiset tutkijat havaitsivat, että ihmiset oppivat sanasanoja 20 prosenttia nopeammin harjoituksen jälkeen kuin ennen harjoittelua, ja että oppimisenopeus korreloi suoraan tasojen kanssa BDNF: stä. Yhdessä sen kanssa ihmisillä, joilla on geenimuunnelma, joka riistää heiltä riittävän BDNF-tason, on todennäköisemmin oppimisvajeita. Ilman ns. Ihme-groa aivot sulkeutuvat maailmalle.

Mikä ei tarkoita, että juokseminen tekee sinusta nero. "Et voi vain pistää BDNF: ää ja olla viisaampi", Cotman huomauttaa. ”Oppimalla sinun on vastattava joihinkin eri tavalla. Mutta jotain täytyy olla siellä. ”Ja ilman kysymystä, mikä tuo asia on, on merkitystä.

Löydät voiman muuttaa aivosi

Tutkijat aina takaisin Ramón y Cajaliin - joka voitti Nobel-palkinnon vuonna 1906 ehdotuksesta, että keskushermosto koostuisi yksittäiset hermosolut, jotka kommunikoivat siinä, mitä hän nimitti ”polarisoituneiksi risteyksiksi” - ovat teorioineet, että oppimiseen liittyy muutoksia synapsissa. Suosituksista huolimatta suurin osa tutkijoista ei ostanut sitä. Psykologi Donald Hebb kesti kompastua todistuksen ensimmäiseen vihjeeseen.

Laboratoriosäännöt olivat silloin löysät, ja ilmeisesti Hebb ajatteli, että olisi hienoa, jos hän toisi kotiin joitain laboratoriorottia väliaikaisina lemmikkieläiminä lapsilleen. Järjestely osoittautui molempia osapuolia hyödyttäväksi: Kun Hebb palasi rotat laboratorioon, Hebb huomasi, että verrattuna heidän häkkiin sidottuihin ikäisensä, ne etenevät oppimistesteissä. Uusi kokemus hoidetusta ja leikkimisestä paransi jotenkin heidän oppimiskykyään, jonka Hebb tulkitsi tarkoittavan, että se muutti heidän aivonsa. Hänen arvostetussa 1949 -kirjassaan Käyttäytymisen organisointi: Neuropsykologinen teoria, hän kuvasi ilmiötä "käytöstä riippuvaiseksi plastisuudeksi". Teorian mukaan synapsit järjestäytyivät oppimisen stimulaation alla.

Hebbin työ liittyy liikuntaan, koska fyysinen toiminta on uutta kokemusta, ainakin aivojen osalta. 1960-luvulla ryhmä Berkeleyn psykologiaryhmiä muotoili kokeellisen mallin, jota kutsuttiin ”ympäristön rikastamiseksi” tapaksi testata käyttöriippuvaista plastisuutta. Sen sijaan, että veisi jyrsijöitä kotiin, tutkijat asustelivat häkkiinsä leluja, esteitä, piilotettuja ruokia ja juoksevia pyöriä. He ryhmittelivät eläimet myös toisiinsa, jotta he voisivat seurustella ja pelata.

Se ei kuitenkaan ollut rauhaa ja rakkautta, ja lopulta jyrsijöiden aivot leikattiin. Laboratoriotestit osoittivat, että elää ympäristössä, jossa on enemmän aisti- ja sosiaalisia ärsykkeitä, ja se muutti aivojen rakennetta ja toimintaa. Rotat pärjäsivät paremmin oppimistehtävissä ja heidän aivonsa painoivat enemmän verrattuna yksin paljaisiin häkeihin sijoitettuihin.

1970-luvun alkupuolella tehdyssä perustutkimuksessa neurotieteilijä William Greenough käytti elektronimikroskooppia osoittaakseen, että ympäristön rikastaminen sai neuronit itämään uusia dendriittejä. Oppimisen, liikunnan ja sosiaalisen kontaktin ympäristöstimulaation aiheuttama haaroittuminen aiheutti synapsien muodostuvan enemmän yhteyksiä ja näissä yhteyksissä oli paksumpia myeliinivaippoja.

Nyt tiedämme, että tällainen kasvu vaatii BDNF: ää. Tällä synapsien uusinnalla on valtava vaikutus piirien kykyyn käsitellä tietoja, mikä on erittäin hyvä uutinen. Mitä se tarkoittaa, että sinulla on valta muuttaa aivojasi. Ainoa mitä sinun tarvitsee tehdä on sitoa juoksukengät.

Kuinka kasvattaa ja hoitaa uusia neuroneja

Kahdennenkymmenennen vuosisadan parempaan osaan tieteellisissä dogmoissa todettiin, että aivot olivat johdinlankoja kun se oli täysin kehitetty murrosiän aikana - tarkoitamme, että olemme syntyneet kaikilla neuroneilla, joihin aiomme saada. Voimme menettää hermosolut vain elämän jatkuessa.

Arvaa mitä? Neuronit kasvavat takaisin - tuhansilla - prosessin, jota kutsutaan neurogeneesiksi. Ne jakautuvat ja leviävät kuten solut muussa kehossa. Neuronit syntyvät tyhjänä liuskekivestä kantasoluina, ja ne käyvät läpi kehitysprosessin, jossa heidän on löydettävä jotain tekemistä selviytyäkseen. Suurin osa heistä ei. Kestää noin 28 päivää, ennen kuin aloittava solu kytkeytyy verkkoon. Jos emme käytä vastasyntyneitä neuroneja, menetämme ne. Liikunta kutea hermosoluja, ja ympäristön rikastaminen auttaa näitä soluja selviytymään.

Ensimmäinen kiinteä yhteys neurogeneesin ja oppimisen välillä tuli Salk-instituutin neurotieteilijältä Fred Gagelta ja hänen kollegansa Henriette van Praagilta. He käyttivät jyrsijöiden kokoista uima-allasta, joka oli täytetty läpinäkymättömällä vedellä, piilottaakseen alustan aivan pinnan alla yhdessä kvadrantissa. Hiiret eivät pidä vedestä, joten kokeilun tarkoituksena oli testata, kuinka hyvin he muistivat aikaisemmasta uppoutumisesta laiturin sijainnin - heidän poistumistiensä. Kun verrattiin passiivisia hiiriä muihin, jotka osuivat juoksupyörään neljän kilometrin yöhön, tulokset osoittivat, että juoksijat muistivat mistä löytää turvallisuus nopeammin. Istuvaiset ryöstävät ennen kuin arvasivat sen.

Kun hiiret leikattiin, aktiivisissa hiirissä oli kaksinkertainen määrä uusia kantasoluja hippokampuksessa kuin passiivisissa. Gage kertoo yleisesti löytämästään havainnoista: ”Solujen kokonaismäärän ja [hiiren] kyvyn suorittaa monimutkainen tehtävä välillä on merkittävä korrelaatio. Ja jos estät neurogeneesin, hiiret eivät pysty muistamaan tietoja. "

Vaikka kaikki tämä tutkimus on tehty jyrsijöillä, voit nähdä miten se voi liittyä niihin progressiivisiin kouluihin, jotka harjoittavat oppilaita ennen luokan alkamista: Kuntosali tarjoaa aivoille oikeat työkalut oppimiseksi, ja stimulaatio lasten luokissa kannustaa vasta kehittyviä soluja kytkeytymään verkkoon, missä heistä tulee arvokkaita signaloinnin jäseniä Yhteisö. Neuroneille annetaan tehtävä. Ja näyttää siltä, ​​että harjoituksen aikana kututut solut ovat paremmin varusteltuja tämän prosessin käynnistämiseksi.

Kukaan ajaa?

[Ilmainen lataus: Opas vaihtoehtoiseen ADHD-hoitoon]

John Ratey, M.D., on ADDituden jäsen ADHD Medical Review Panel.

---

Älykkäät harjoitukset ADHD-aivojen parantamiseksi

• Tee aerobinen toiminta säännöllisesti - lenkkeily, pyöräily, urheilu, johon kuuluu sprintausta tai juoksemista. Aerobinen liikunta nostaa välittäjäaineita, luo uusia verisuonia, jotka putkitsevat kasvutekijöitä, ja kutevat uusia aivojen soluja. Yhdessä pienessä, mutta tieteellisesti perusteellisessa tutkimuksessa Japanista todettiin hölkkä 30 minuuttia vain kaksi tai kolme kertaa viikossa 12 viikon ajan.

• Tee myös taitotoimintaa - kalliokiipeilyä, joogaa, karatea, Pilatesia, voimistelua, taitoluistelua. Monimutkaiset toiminnot vahvistavat ja laajentavat aivojen verkostoja. Mitä monimutkaisemmat liikkeet, sitä monimutkaisemmat synaptiset yhteydet. Bonus: Nämä uudet, vahvemmat verkostot rekrytoidaan auttamaan sinua ajattelemaan ja oppimaan.

• Parempi vielä, tee toiminta jossa yhdistyvät aerobinen toiminta taitotoimintaan. Tennis on hyvä esimerkki - se verottaa sekä sydän- että verisuonia ja aivoja.

• Harjoittele taitotoimintaa, jossa olet parillinen toisen henkilön kanssa - oppiminen esimerkiksi tangoon tai valssiin tai aitoon. Opit uutta liikettä ja sinun on myös mukauduttava kumppanisi liikkeisiin asettamalla lisää huomio- ja arviointivaatimuksiasi. Tämä lisää eksponentiaalisesti toiminnan monimutkaisuutta, joka lisää aivojen infrastruktuuria. Lisää aktiviteetin hauska ja sosiaalinen näkökulma, ja aktivoit aivot ja lihakset koko järjestelmässä.

---

Ote alkaen Kipinä, kirjoittanut JOHN J. RATEY, M.D.ja Eric Hagerman. Tekijänoikeudet © 2008 John J. Ratey, M. D. Uusintapainos Little, Brown and Company, New York, N.Y. luvalla. Kaikki oikeudet pidätetään.

Päivitetty 19. kesäkuuta 2019