Ehitage oma lihaseid, ehitage oma aju

Keha oli ette nähtud surumiseks ja keha surudes surume ka meie ajusid. Õppimine ja mälu arenesid koos motoorsete funktsioonidega, mis võimaldasid meie esivanematel toitu tabada. Mis meie ajudesse puutub, siis kui me ei liigu, pole reaalset vajadust midagi õppida.

Liikumis- ja tähelepanu puudulikkuse häirete uurimisel (ADHD või ADD), oleme õppinud, et treenimine parandab õppimist kolmel tasemel: see optimeerib teie mõtteviisi, selleks erksuse, tähelepanu parandamineja motivatsioon. See valmistab ette ja julgustab närvirakke üksteisega seostuma, mis on raku alus uue teabe õppimiseks. Ja see ergutab uute närvirakkude arengut tüvirakkudest hipokampuses - aju piirkonnas, mis on seotud mälu ja õppimisega.

Mitu progressiivset kooli on katsetanud liikumist, et teada saada, kas enne klassi treenimine suurendab lapse lugemisvõimet ja tema võimekust muudes ainetes. Arva ära? See teeb.

Me teame nüüd, et aju on neuroteadlaste arvates painduv või plastiline - rohkem Play-Dohi kui portselani. See on kohanemisvõimeline elund, mille sisendvormi saab vormida samamoodi kui lihase saab kangide tõstmisega skulptureerida. Mida rohkem te seda kasutate, seda tugevamaks ja paindlikumaks see muutub.

Kaugeltki pole see juhtmega, nagu teadlased seda kunagi ette kujutasid, ADHD aju on pidevalt ümber. Ma olen siin, et õpetada teile, kuidas olla oma elektrik.

[Võtke see väljastpoolt! ADHD ravimine treeninguga]

Harjutus: ravim teie aju jaoks?

See kõik on seotud suhtlusega. Aju koosneb sajast miljardist erinevat tüüpi neuronist, mis vestlevad üksteisega sadade erinevate kemikaalide abil, et juhtida meie mõtteid ja tegevusi. Iga ajurakk võib enne oma signaali vallandamist saada sisendit veel tuhandelt teiselt. Rakkude harude vaheline ristmik on sünaps ja siin kohtub kumm teega. Tööpõhimõte on see, et elektriline signaal laseb aksonist, väljuvast harust alla, kuni selleni jõuab sünapsi, kus neurotransmitter edastab sõnumi kogu sünaptilises lõhes keemilises osas vorm. Teisel pool, dendriidi või vastuvõtva haru juures, ühendab neurotransmitter retseptori - nagu võti lukku - ja see avab ioonkanalid rakumembraanis, et muuta signaal tagasi elekter.

Ligikaudu 80 protsenti aju signaalimisest teostavad kaks neurotransmitterit, mis tasakaalustavad üksteist mõju: glutamaat stimuleerib signaalikaskaadi käivitamiseks aktiivsust ja gammaaminovõihape (GABA) klammerdub tegevus. Kui glutamaat edastab signaali kahe neuroni vahel, millest varem pole räägitud, teeb aktiivsus pumba alguse. Mida sagedamini ühendus aktiveeritakse, seda tugevamaks tõmbejõud muutub. Nagu öeldakse, ühendavad neuronid juhtmeid. Mis muudab glutamaadi õppimisel ülioluliseks koostisosaks.

Psühhiaatria keskendub rohkem neurotransmitterite rühmale, mis toimivad regulaatoritena - signaalimisprotsessile ja kõigele muule, mida aju teeb. Need on serotoniin, norepinefriin ja dopamiin. Ja kuigi neid tootvad neuronid moodustavad ainult ühe protsendi aju saja miljardist rakust, avaldavad need neurotransmitterid tugevat mõju. Nad võivad juhendada neuronit muutma glutamaati või muudavad neuroni efektiivsemaks või muudavad selle retseptorite tundlikkust. Nad võivad ajus müra vähendada või vastupidiselt neid signaale võimendada.

Ma ütlen inimestele, et jooksma minemine on nagu natuke Prozaci ja natuke kaasa võtmine Ritalin sest nagu ka ravimid, tõstab treenimine neid neurotransmittereid. See on käepärane metafoor punkti mõistmiseks, kuid sügavam selgitus on see, et treenimine tasakaalustab neurotransmittereid - koos aju ülejäänud neurokeemiliste ainetega.

[Treening ja uni: teie lapsele parem ajuravi]

Kuidas aju õpib ja loob mälestusi

Nii fundamentaalsed kui ka neurotransmitterid on veel üks põhimolekulide klass, mis on viimase 15 aasta jooksul dramaatiliselt muutnud meie arusaama aju ühendustest. Ma räägin valkude perekonnast, millele viidatakse kui faktoritele, millest kõige silmatorkavam on ajust tuletatud neurotroofne tegur (BDNF). Kui neurotransmitterid teostavad signaalimist, siis neurotropiinid, näiteks BDNF, ehitavad ja hooldavad infrastruktuuri ise.

Kui teadlastele sai selgeks, et BDNF oli hipokampuses, aju piirkonnas mälu ja õppimisega seotud eesmärk oli testida, kas see on vajalik koostisosa protsess. Õppimine nõuab neuronite afiinsuse tugevdamist dünaamilise mehhanismi kaudu, mida nimetatakse pikaajaliseks potentseerimiseks (LTP). Kui aju kutsutakse üles teavet koguma, põhjustab nõudlus loomulikult neuronite vahelist aktiivsust. Mida rohkem aktiivsust, seda tugevamaks muutub atraktsioon ja seda hõlpsam on signaal vallandada ja ühendus luua.

Ütle, et õpid prantsuse sõna. Kui te seda esimest korda kuulete, vallandavad uue vooluringi jaoks tööle võetud närvirakud üksteise vahel glutamaadi signaali. Kui te ei kasuta seda sõna enam kunagi, väheneb osalevate sünapside vaheline atraktsioon, nõrgendades signaali. Sa unustad.

Avastus, mis hämmastas mälu uurijaid - ja pälvis Columbia ülikooli neuroteadlase Eric Kandeli osa sellest 2000 Nobeli preemia - korduv aktiveerimine või harjutamine põhjustab sünapside end paisumist ja tugevnemist ühendused. Neuron on nagu puu, millel lehtede asemel on sünapsid piki oma dendriitilisi oksi. Lõpuks tärkavad uued oksad, pakkudes rohkem sünapsisid, et ühendusi veelgi tugevdada. Neid muutusi nimetatakse sünaptiliseks plastilisuseks, milles BDNF võtab keskpunkti.

Varakult leidsid teadlased, et kui nad piserdasid BDNF-i Petri tassis olevatele neuronitele, tärkasid rakud automaatselt uusi harusid, saades samasuguse õppimiseks vajaliku struktuurilise kasvu. Ma kutsun aju jaoks BDNF Miracle-Gro. BDNF seondub ka sünapsis olevate retseptoritega, vabastades ioonide voo, et suurendada pinget ja parandada kohe signaali tugevust. Rakus aktiveerib BDNF geene, mis nõuavad suurema BDNF tootmist, samuti serotoniini ja valke, mis moodustavad sünapsid. BDNF suunab liiklust ja insenerib ka teid. Üldiselt parandab see neuronite funktsiooni, soodustab nende kasvu ning tugevdab ja kaitseb neid rakusurma loomuliku protsessi eest

Mida rohkem teie keha harjutusi teeb, seda paremad on teie ajufunktsioonid

Niisiis, kuidas aju suurendab oma BDNF-i varustust? Harjutus. 1995. aastal tegelesin oma raamatu uurimisega, Aju kasutusjuhend, kui sattusin ajakirjas ühelehelisse artiklisse Loodus treenimise ja BDNF kohta hiirtel. Vaevalt oli rohkem kui tekstiveerg, kuid see ütles kõik. Uuringu autori sõnul on selle direktor Carl Cotman Aju vananemise ja dementsuse instituut California ülikoolis Irvine'is näis, et harjutus tõstab Miracle-Gro ehk BDNF-i kogu ajus.

Näidates, et harjutus tekitab õppeprotsessi põhimolekuli, lõi Cotman bioloogilise seose liikumise ja kognitiivse funktsiooni vahel. Ta pani aluse katsele, et mõõta BDNF taset treenivate hiirte ajus.

Erinevalt inimestest näivad närilised nautimas füüsilist tegevust ja Cotmani hiired jooksid mitu kilomeetrit öösel. Kui nende ajudele süstiti BDNF-iga seonduvat molekuli ja skaneeriti, mitte ainult jooksvad närilised näitavad BDNF-i suurenemist kontrollide osas, kuid mida kaugemale iga hiir jooksis, seda kõrgemad olid tasemed olid.

Kui lood BDNF-ist ja treenimisest arenesid koos, sai selgeks, et molekul pole oluline ainult neuronite ellujäämiseks, aga ka nende kasvamiseks (uute harude tärkamiseks) ja seega ka õppimine. Cotman näitas seda harjutus aitab aju õppida.

„Treeningu üks silmapaistvamaid jooni, mida õppetöös mõnikord ei hinnata, on õppimismäära paranemine ja ma arvan, et see on lahe koduteade,“ sõnab Cotman. "Sest see viitab sellele, et heas vormis võite olla võimeline õppima ja tõhusamalt tegutsema."

Tõepoolest, 2007. aasta uuringus leidsid Saksa teadlased, et inimesed õpivad sõnavarasid 20 protsenti kiiremini pärast treeningut ja õppimise määr korreleerus otseselt tasemega BDNF. Koos sellega on inimestel, kellel on geenivariatsioon, mis röövib neilt piisava BDNF-i taseme, tõenäolisemad õppimispuudujäägid. Ilma niinimetatud ime-Grota sulgeb aju end maailmale.

Mis ei tähenda, et jooksma minemine muudab teid geenuseks. "Sa ei saa lihtsalt BDNF-i süstida ja olla nutikam," osutab Cotman. “Õppimisega tuleb millelegi teistmoodi reageerida. Kuid midagi peab seal olema. ” Ja kahtlemata on oluline, mis see midagi on.

Aju muutmise jõu avastamine

Teadlased viisid tagasi Ramón y Cajalini - kes võitis 1906. aastal Nobeli preemia ettepaneku eest, et kesknärvisüsteem koosneks üksikud neuronid, mis suhtlevad selles, mida ta nimetas “polariseeritud ristmikeks” - on teoreetinud, et õppimine hõlmab muutusi sünapsides. Vaatamata tunnustustele ei ostnud enamik teadlasi seda. Psühholoogil Donald Hebbil oli vaja esimese tõendusmaterjali juurde komistada.

Neil päevil olid labori reeglid lahti ja ilmselt arvas Hebb, et oleks tore, kui ta koju tooksid mõned laborirotid oma lastele ajutiste lemmikloomadena. Korraldus osutus mõlemale poolele kasulikuks: Rottide laborisse naastes märkas Hebb, et võrreldes nende puuriga seotud eakaaslastega olid nad õppekatsetes suurepärased. Uus kogemus käitlemise ja mänguasjadega parandas kuidagi nende õppimisvõimet, mida Hebb tõlgendas nii, et see muutis nende aju. Tema tunnustatud 1949. aasta õpikus Käitumise korraldus: neuropsühholoogiline teooria, kirjeldas ta nähtust kui „kasutusest sõltuvat plastilisust”. Teooria oli, et sünapsid ümber õppimise stimuleerimise all.

Hebbi töö on seotud treenimisega, kuna füüsiline tegevus on vähemalt aju osas uudne kogemus. 1960. aastatel vormistas Berkeley psühholoogide rühm kasutusest sõltuva plastilisuse testimiseks eksperimentaalse mudeli, mida nimetatakse keskkonna rikastamiseks. Näriliste koju viimise asemel sisustasid teadlased puurid mänguasjade, takistuste, varjatud toidu ja ratastega. Samuti rühmitasid nad loomad kokku, et nad saaksid suhelda ja mängida.

See polnud siiski kõik rahu ja armastus ning lõpuks tehti näriliste aju lahti. Elades keskkonnas, kus on rohkem sensoorseid ja sotsiaalseid stiimuleid, näitasid laborikatsed aju struktuuri ja talitlust. Rotid õppisid paremini ja nende ajud kaalusid rohkem kui üksi paljastes puurides peetud rotid.

Seemneuuringus kasutas neuroteadlane William Greenough 1970. aastate alguses elektronmikroskoopi, et näidata, et keskkonna rikastamine pani neuronid tärkama uusi dendriite. Hariduse, mis tekkis õppimise, liikumise ja sotsiaalsete kontaktide stimuleerimisel keskkonnas, sünapsid moodustasid rohkem seoseid ja neil ühendustel olid paksemad müeliinkestad.

Nüüd teame, et selline kasv nõuab BDNF-i. See sünapside ümbertegemine mõjutab tohutult ahelate võimet teavet töödelda, mis on väga hea uudis. See tähendab, et teil on võim oma aju muuta. Kõik, mida peate tegema, on jooksujalatsite paelad.

Kuidas uusi neuroneid kasvatada ja turgutada

Kahekümnenda sajandi parema poole jaoks leidis teaduslik dogma, et aju oli juhtmega kui see oli noorukieas täielikult välja töötatud - see tähendab, et me oleme sündinud kõigi neuronitega, kuhu läheme saada. Me võime neuroneid kaotada ainult elu jätkudes.

Arva ära? Neuronid kasvavad tagasi tuhandete võrra protsessi kaudu, mida nimetatakse neurogeneesiks. Nad jagunevad ja levivad nagu ülejäänud keha rakud. Neuronid sünnivad tühjade kiltkivide tüvirakkudena ja nad läbivad arenguprotsessi, mille käigus peavad nad ellujäämiseks leidma midagi teha. Enamik neist seda ei tee. Uue lahtri võrku ühendamiseks kulub umbes 28 päeva. Kui me ei kasuta vastsündinud neuroneid, kaotame need. Treening tekitab neuroneid ja keskkonna rikastamine aitab neil rakkudel ellu jääda.

Esimene kindel seos neurogeneesi ja õppimise vahel tuli Salki instituudi neuroteadlaselt Fred Gageilt ja tema kolleegilt Henriette van Praagilt. Nad kasutasid läbipaistmatust veega täidetud näriliste suurust basseini, et peita platvorm pinna all ühe kvadrandina. Hiirtele vesi ei meeldi, seetõttu oli katse eesmärk testida, kui hästi nad mäletasid varasemast sukeldumisest platvormi asukohta - nende põgenemisteed. Kui võrrelda passiivseid hiiri teistega, kes tabasid öösel neli kilomeetrit jooksurattal, näitasid tulemused, et jooksjad mäletasid, kust kiiremini ohutus leida. Istujad ujusid enne, kui seda välja nuputasid.

Hiirte lahkamisel oli aktiivsetel hiirtel hipokampuses kaks korda rohkem uusi tüvirakke kui mitteaktiivsetel. Rääkides üldiselt leitust, ütleb Gage: „Lahtrite koguarvu ja [hiire] võime vahel keerulist ülesannet täita on oluline seos. Ja kui blokeerite neurogeneesi, ei suuda hiired teavet meelde tuletada. ”

Ehkki kogu see uurimus on tehtud närilistel, näete, kuidas see võiks olla seotud nende progressiivsete koolidega, mis treenivad õpilasi enne tunni algust: võimlemisklass pakub ajule õiged tööriistad õppimiseks ja stimuleerimine laste tundides julgustab neid äsja arenevaid rakke ühendama võrku, kus neist saavad väärtuslikud signaalimisliikmed kogukond. Neuronitele antakse missioon. Ja tundub, et treeningu ajal kudetud rakud on selle protsessi käivitamiseks paremini varustatud.

Keegi jooksu eest?

[Tasuta allalaadimine: teie juhend alternatiivse ADHD-ravi kohta]

John Ratey, M. D., on ADDitude liige ADHD meditsiinilise ülevaate paneel.

---

Nutikad harjutused ADHD aju parandamiseks

• Tehke aeroobne tegevus regulaarselt - sörkimine, rattaga sõitmine, spordi või spordiga tegelemine. Aeroobne treening tõstab neurotransmitterite arvu, loob uusi veresooni, mis torkavad kasvufaktorite sisse, ja kudeb ajus uusi rakke. Üks väike, kuid teaduslikult põhjendatud uuring Jaapanist leidis, et sörkimine 30 minutit vaid kaks või kolm korda nädalas 12 nädala jooksul parandas täidesaatvat funktsiooni.

• Tehke ka oskuslikku tegevust - mägironimine, jooga, karate, pilates, võimlemine, iluuisutamine. Keerulised tegevused tugevdavad ja laiendavad aju võrgustikke. Mida keerulisemad on liigutused, seda keerukamad on sünaptilised ühendused. Boonus: värvatakse uusi tugevamaid võrgustikke, mis aitavad teil mõelda ja õppida.

• Parem veel, tehke tegevus mis ühendab aeroobse aktiivsuse ja oskustegevuse. Tennis on hea näide - see maksustab nii südame-veresoonkonna süsteemi kui ka aju.

• Harjutage oskustegevust, mille käigus olete paaris teise inimesega - õppige näiteks tango või valsi või aita. Õppite uut liikumist ja peate kohanema ka oma partneri liigutustega, esitades teie tähelepanu ja otsustusvõime osas täiendavaid nõudmisi. See suurendab eksponentsiaalselt tegevuse keerukust, mis suurendab aju infrastruktuuri. Lisage sellele tegevusele lõbus ja sotsiaalne külg ning aktiveerite aju ja lihaseid kogu süsteemis.

---

Katkend alates Säde, kõrval JOHN J. RATEY, M.D.ja Eric Hagerman. Autoriõigused © 2008 John J. Ratey, M. D. Trükitud Little, Brown and Company loal, New York, N.Y. Kõik õigused kaitstud.

Uuendatud 19. juunil 2019