Как спорт влияет на мозг

Хорошая память и концентрация внимания, профилактика депрессии, снижение стресса и тревожности — все это возможные положительные эффекты физической активности.

Но важно тренироваться правильно: занятия должны быть регулярными, а выбирать лучше тренировки среднего уровня сложности. Рассказываем, почему движение ног влияет на работу мозга, какие виды спорта полезнее всего и что делать, чтобы добавить тренировки в свою жизнь.

Многие исследования показали, что благодаря тренировкам улучшается память и концентрация внимания, снижается риск развития болезни Альцгеймера и отступает тревожность. Хотя механизм влияния физической активности на мозг изучен не до конца, есть несколько версий, почему это происходит.

Улучшение кровоснабжения. Упражнения заставляют сердце биться чаще, оно перегоняет больше крови. А кровь поступает в мозг, в том числе и в структуры, отвечающие за память, внимание и другие когнитивные функции.

Причем кровоснабжение улучшается не только на время тренировки. Эксперименты на животных показали, что благодаря физической активности в мозге повышается уровень белка VEGF, отвечающего за рост новых кровеносных сосудов. Также с улучшенным кровоснабжением связывают процесс формирования новых нейронов.

Новые нейроны и связи между ними. Работа мозга зависит от белка BDNF, который включает гены, контролирующие появление нейронов и связей между ними. Именно благодаря BDNF мозг может физически меняться, когда мы узнаем что-то новое. Во время работы мышц запускаются процессы для синтеза этого белка.

Также изменения в мозге могут быть связаны с ирисином, который называют «гормоном тренировок». Известно, что он стимулирует систему вознаграждения, способствует мотивации, облегчает процесс обучения и может работать как натуральный антидепрессант. Уровень ирисина в крови растет во время интенсивных физических нагрузок, например марафонов. И он тоже стимулирует выработку BDNF.

Исследователи считают, что связь мозга и движения появилась в процессе эволюции. Интеллектуальные задачи, которые природа ставила перед человеком, шли рука об руку с физической активностью: когда человек бежал, ему приходилось особенно много думать — куда, зачем или от кого он бежит.

А память развивалась главным образом для того, чтобы запоминать локации, и это тоже приходилось делать на бегу. Эту теорию косвенно подтверждает и анатомия мозга: нейроны, отвечающие за ориентирование на местности, находятся в гиппокампе, играющем важную роль в работе памяти.

Эволюционными процессами объясняется и улучшение настроения при движении. Существует даже эйфория бегуна — состояние подъема, похожее на опьянение, которое возникает во время пробежки или любой другой продолжительной активности. Это должно было мотивировать древних людей двигаться, занимаясь охотой и собирательством.

После неприятного разговора, тяжелого рабочего дня или любой стрессовой ситуации лучше не торопиться домой, а пробежаться или хотя бы пройтись быстрым шагом. Это позволит почувствовать себя лучше — как физически, так и морально: частота сердцебиения вернется в норму, пропадет напряжение в теле и отступят негативные мысли. Подвигаться полезно и при острой тревоге.

Особенно эффективными для борьбы со стрессом и тревогой считаются аэробные упражнения — не слишком интенсивные и достаточно продолжительные. Во время них организм потребляет много кислорода. Это может быть бег, катание на велосипеде, плавание, быстрая ходьба или, собственно, аэробика. Также хорошо работает йога: дыхательные упражнения и техники осознанности помогают держать эмоции под контролем.

Тренировки полезны и при более серьезных состояниях — депрессии и тревожном расстройстве: они облегчают симптомы, имеют профилактический эффект и снижают риск развития этих заболеваний.

Есть гипотеза, что причиной депрессии может быть нарушение баланса серотонина и дофамина — нейромедиаторов, передающих информацию между нервными клетками. Во время физической активности налаживается выработка дофамина, она подтягивает за собой серотонин — и это нормализует психическое состояние. Также известно, что при депрессии объем гиппокампа уменьшается, а упражнения возвращают его к нормальному размеру.

Ученые из Австралии проанализировали результаты 1039 исследований, изучавших связь психического здоровья и физической активности. Большинство из них подтвердило положительное влияние движения на людей с депрессией. Упражнения оказались даже эффективнее медикаментозного лечения и когнитивно-поведенческой терапии.

Правда, не все так просто: человеку при тяжелом течении депрессии бывает трудно даже встать с кровати, не то что отправиться на пробежку. Поэтому ученые советуют совмещать медикаментозное лечение с физическими упражнениями: благодаря препаратам симптомы могут отступить, появятся силы хотя бы на самую легкую активность.

Терапия более эффективна, если совмещать ее с упражнениями. Кроме того, люди, которые сталкивались с депрессией несколько раз, как правило, умеют распознавать ее приближение. Если на ранних стадиях заняться посильной физической активностью — даже просто выйти на прогулку, — это может облегчить течение депрессии.

В одном из самых масштабных исследований, подтвердивших зависимость психического здоровья от упражнений, использовали данные более 1,2 млн американцев. Оказалось, что респонденты, которые занимались физической активностью, реже жаловались на психическое здоровье, чем очень похожие на них люди — того же пола и возраста, с таким же доходом и уровнем образования, — но пренебрегающие спортом.

Если вы готовитесь к экзамену или пытаетесь удержать в голове десяток задач, отвлекитесь на десятиминутную, но достаточно интенсивную тренировку. Упражнения улучшают разные виды памяти: долговременную, ассоциативную, эмоциональную и рабочую, которую мы используем для хранения нужной прямо сейчас информации.

В 2020 году шведские ученые проанализировали данные за 10 лет из различных исследований о влиянии упражнений на способности молодых взрослых. Они заметили, что во всех случаях физические нагрузки помогли участникам лучше проходить тесты и выполнять задания. Особенно полезна оказалась физическая активность умеренной или высокой интенсивности. При этом эффект после разовой получасовой тренировки сохранялся примерно два часа.

Но еще лучше, если тренировки будут регулярными. В другом исследовании ученые пришли к выводу, что спортсмены лучше умеют концентрироваться на важном и игнорировать мешающие факторы, чем люди, которые ведут менее подвижный образ жизни. Эту гипотезу проверяли, предложив участникам из двух групп — спортсменам и обычным студентам — послушать в наушниках аудиозапись. На ней голос произносил слог «да», но хорошо расслышать его мешал фоновый шум.

В итоге мозг спортсменов лучше реагировал на нужный звук и блокировал шум. То есть они смогли сконцентрироваться и настроить свое восприятие так, чтобы не реагировать на мешающие звуки. Исследователи считают, что это не только помогает не отвлекаться, но и в целом поддерживает здоровье нервной системы.

Развитие когнитивных способностей связывают с физиологическими изменениями, происходящими в мозге, — увеличением количества новых нейронов и связей между ними. Но стать умнее благодаря тренировкам вряд ли получится: физическая активность просто позволит использовать имеющиеся возможности по максимуму.

Ученые связывают физическую активность с возможностью дольше поддерживать когнитивные функции, которые с возрастом угасают. В одном исследовании отмечалось, что разница в биологическом возрасте мозга физически активных и не занимающихся спортом людей может составлять десять лет.

Регулярные упражнения считаются хорошей профилактикой деменции — заболевания, при котором практические навыки и знания теряются, а приобрести новые становится невозможно или очень сложно.

Врачи советуют не отказываться от спорта и прогулок, даже если симптомы деменции уже проявились, так как движение может их ослабить. Полезна физическая активность и при болезни Альцгеймера — разновидности деменции, при которой возникают нарушения кратковременной памяти.

Кроме того, с возрастом мозг человека теряет дофаминовые рецепторы в системе вознаграждения, с каждым прожитым десятилетием их становится меньше на 13%. Именно из-за этого пожилые люди часто жалуются на то, что чувства притупились, жизнь потеряла краски и ничто не радует. Но благодаря физической активности этот процесс можно замедлить. Исследования показали, что система вознаграждения людей, ведущих активный образ жизни, меньше подвержена негативным изменениям.

Бег. Это точно один из самых полезных для мозга видов спорта, особенно если вы бежите куда-то по собственному желанию, а не под страхом увольнения из-за опоздания. Бег в легком или среднем темпе помогает улучшить память и внимание, поднимает настроение, а еще избавляет от навязчивых мыслей. К такому выводу пришли ученые из Университета Аризоны, изучив строение мозга бегунов-марафонцев и обычных людей того же пола и возраста.

У бегунов оказалась менее активна сеть пассивного режима работы мозга, или дефолтная сеть, которая включается, когда человек рассеян или отвлечен. Именно из-за ее работы во время мытья посуды вдруг вспоминается провал десятилетней давности. Зато отделы мозга, отвечающие за исполнительные функции — когнитивные способности, нужные для контроля и саморегуляции поведения, — у бегунов были более активны. Ученые считают, что спортсмены научились направлять свои мысли в нужное русло как раз во время забегов. Так что это еще и своего рода майндфулнес.

Езда на велосипеде или велотренажере. Еще один вид аэробной нагрузки, на примере которого часто проверяют влияние тренировок на мозг. Ученые выяснили, что во время занятий на велотренажере мышцы выделяют различные белки, и некоторые из них повышают уровень нейротрофинов — веществ, стимулирующих и поддерживающих развитие нейронов.

Любые аэробные упражнения. Если бегать или крутить педали вам не нравится, вы можете выбрать для себя другой вид аэробных нагрузок — плавание, быструю ходьбу, танцы или прыжки со скакалкой. Все они действуют на мозг практически одинаково.

При аэробных упражнениях кровь по сонной артерии поступает именно к мозгу, он получает больше кислорода и питательных веществ. Тогда как во время анаэробных тренировок — очень интенсивных и поднимающих пульс практически до максимума — приток крови к мозгу, наоборот, снижается. Это происходит потому, что организм начинает перегреваться и кровь приливает не к мозгу, а к коже головы, чтобы отвести тепло за счет потоотделения.

Во время аэробной тренировки пульс должен держаться на уровне примерно 60% от максимальной частоты. Приблизительно рассчитать свой максимум можно по формуле: 220 минус ваш возраст. Но если хотите узнать точное значение, пройдите тестирование на максимальную частоту пульса, например в фитнес-клубе.

Командные игры. Тем, кто играет в футбол, хоккей и другие командные игры, удается лучше управлять своим фокусом внимания — замечать нужное и не обращать внимания на посторонний шум. Это подтвердило исследование с участием тысячи спортсменов.

Силовые упражнения на сопротивление. Так называют любые упражнения, в процессе которых мышцы сокращаются из-за преодоления внешнего сопротивления. Это могут быть упражнения с отягощением, резинками или собственным весом.

Во время эксперимента ученые из Университета Британской Колумбии попросили женщин старшего возраста в течение 52 недель заниматься либо растяжкой, либо силовыми упражнениями, а потом следили за состоянием участниц. Даже через два года были заметны положительные изменения в мозге женщин из второй группы: уменьшилась атрофия белого вещества коры головного мозга и стала лучше память.

Тренировки на выносливость. Марафонский бег, триатлон, ходьба по пересеченной местности, длительные заплывы и интервальные тренировки приводят к повышенному выделению миокинов — белков, которые вырабатываются мышцами и попадают в кровоток. Один из них — ирисин. У тех, кто тренируется на выносливость, его уровень остается высоким даже в период восстановления.

Тай-чи. Традиционная китайская гимнастика — это одновременно и тренировка, и медитация. Она не требует высокой выносливости или физической силы, но при этом все равно полезна для мозга. Так что тай-чи будет хорошим способом поддерживать и даже улучшать когнитивное здоровье для тех, кто не хочет или не может выполнять активные тренировки, например для пожилых людей.

Йога. Еще один вариант для тех, кто не любит активные тренировки, — регулярные занятия йогой. Благодаря ей увеличивается объем серого вещества в префронтальной, височной и затылочной коре мозга, мозжечке, амигдале и гиппокампе. И это тоже положительно сказывается на когнитивных функциях.

Кроме того, йога помогает не отвлекаться. В одном эксперименте участников попросили выполнить тест, но при этом показывали картинки — нейтральные или вызывающие негативные эмоции. В одной группе испытуемых были те, кто практикует йогу, а в другой — обычные люди. Ученые заметили, что из-за картинок настроение у йогов не портилось. Также только у них повышалась активность в вентролатеральной префронтальной коре, отвечающей за фокусировку зрительного внимания на значимых объектах и реакцию на зрительные образы.

Упражнения для ног. Веский повод не пропускать день ног в тренажерном зале нашли итальянские ученые. Они провели эксперимент, во время которого несколько мышей жили обычной жизнью, но передвигались только на передних лапах. Через 28 дней исследователи проверили, как изменилась субвентрикулярная зона мозга животных — область, в которой стволовые клетки производят новые нейроны. Выяснилось, что невозможность ходить на четырех лапах уменьшила количество нейронных стволовых клеток на 70% по сравнению с контрольной группой мышей, живших в таких же условиях, но без ограничений.

Сколько нужно заниматься, чтобы почувствовать эффект, ученые пока не выяснили. В разных исследованиях встречаются разные сроки, в течение которых мозг испытуемых перестроился, — от нескольких недель до шести месяцев. Это может зависеть как от вида активности, так и от индивидуальных особенностей человека. Обычно положительный эффект включается тогда, когда люди ощущают, что им начало нравиться заниматься спортом. Проявляться это может по-разному: кто-то действительно получает удовольствие, кто-то перестает испытывать отторжение, а у кого-то появляется потребность двигаться.

Ученые настаивают, что тренироваться нужно регулярно. Именно систематические занятия имеют накопительный эффект: они помогают развивать стрессоустойчивость и усиливают когнитивные навыки не только сразу после пробежки или заплыва, а вообще.

А вот если бросить заниматься спортом, есть риск, что положительные изменения быстро откатятся назад. В одном небольшом исследовании ученые попросили людей, которые занимались бегом примерно по 15 лет, прекратить тренировки всего на 10 дней. После этого с помощью МРТ проверили, как изменился их мозг. Оказалось, что кровоснабжение мозга, в том числе гиппокампа, за это время снизилось.

При составлении расписания тренировок ориентироваться можно на общие рекомендации Всемирной организации здравоохранения: 150 минут в неделю упражнений средней интенсивности или 75 минут высокоинтенсивных. Каждая тренировка должна быть не короче 10 минут. Выполнять силовые упражнения нужно не менее двух раз в неделю.

Лучше выбирать тренировки средней сложности. Согласно закону Йеркса — Додсона, самые высокие результаты достигаются при средней интенсивности мотивации. Это означает, что лучше всего человек справляется с задачами, которые для него не слишком легкие, чтобы не стало скучно, но и не слишком трудные, чтобы не опускались руки. Так же и с тренировками: легкие надоедают, а от изнуряющих мы быстро устаем — и уже не хотим выполнять упражнения.

Про пользу спорта мы слышим с самого детства, но начать регулярно тренироваться бывает непросто. Есть несколько вещей, которые помогут это сделать.

Устраните препятствия. Долгий путь до спортзала, тяжелая сумка с кроссовками на плече, тесная раздевалка — при мыслях обо всем этом наверняка захочется остаться дома и посмотреть сериал вместо тренировки. Потому чем меньше таких препятствий возникнет на пути к физической активности, тем лучше. Например, стоит выбирать спортзал близко к дому или офису и оставлять вещи в ячейке на хранение. Психолог Венди Вуд и исследователь эволюции Даниэль Либерман советуют перед утренней пробежкой ложиться спать в спортивной форме. Так препятствий будет на одно меньше.

Слушайте музыку. Мозг реагирует на музыку, которая нравится человеку, выбросами нескольких гормонов — адреналина, дофамина и эндорфинов. Это не только поднимает настроение, но и увеличивает выносливость в процессе тренировки. Во время одного эксперимента участники должны были двигаться по беговой дорожке, а ученые постоянно увеличивали скорость и уклон. Обычно люди сдавались уже к восьмой минуте, но если в это время включали музыку, то им удавалось продержаться почти на минуту дольше.

Найдите компанию. Проще всего начать заниматься с тренером: обязательства перед ним обеспечат внешнее принуждение, которому будет сложно противостоять. Это работает, даже если заниматься дистанционно. Но можно и просто ходить на тренировки с другом: с одной стороны, не захочется нарушать договоренность, с другой — может появиться желание посоревноваться, это тоже будет мотивировать. Кроме того, присутствие близкого человека поможет во время тяжелых тренировок. В одном исследовании выяснилось, что если взбираться на холм вместе с другом, то подъем кажется не таким крутым.

Не скучайте. Часто на пути к регулярной физической активности встает даже не сложность и утомительность тренировок, а скука. Так что выбирайте активность, которая вам нравится, и ищите способы развлечься. Например, во время ходьбы на беговой дорожке можно слушать аудиокнигу или смотреть сериал — и ожидание новой главы или очередного эпизода заставит скорее снова пойти на тренировку.

Продержитесь шесть недель. Даже если после первого похода в фитнес-клуб хочется разорвать абонемент и выкинуть кроссовки, не делайте этого. Первое время может быть тяжело. Но, как обещает небольшое исследование канадских ученых, потом станет легче, если тренироваться не менее четырех раз в неделю в течение шести недель. Также за это время образуются нейронные связи в участках мозга, отвечающих за контроль над тревожными состояниями, — получится еще и перестать беспокоиться из-за того, что подумают завсегдатаи спортзала. Но не забывайте, что этот срок может быть как больше, так и меньше — в зависимости от ваших индивидуальных особенностей.

Повышайте внутреннюю мотивацию. За умение управлять своими сиюминутными стремлениями, такими как желание подольше поспать вместо пробежки, отвечает передняя поясная кора мозга. У разных людей степень ее активации может различаться, потому некоторым справляться с соблазнами и идти к цели бывает сложнее.

Но есть хорошая новость: благодаря сильной внутренней мотивации можно лучше контролировать свои порывы. Для этого нужно научиться отслеживать и останавливать автоматические реакции и регулярно напоминать себе, что физическая активность полезна для тела и мозга. К примеру, если на подходе к спортзалу хочется свернуть в кафе, можно просто перечитать эту статью.

1. При движении улучшается кровообращение всего тела, в том числе и головного мозга, а также запускается процесс нейрогенеза — образования новых нейронов и связей между ними. Потому физическая активность влияет на работу мозга.
2. Тренировки помогают бороться со стрессом, снимать приступы тревожности и работают как профилактика депрессии. Есть даже исследования, которые показали, что физическая активность при депрессии эффективнее медикаментозного лечения. Но человеку в таком состоянии может быть непросто заставить себя заняться спортом. Так что лучше совмещать медикаментозное лечение и упражнения и выбирать посильную активность, хотя бы и прогулки.
3. Тренировки улучшают память и внимание, но важно еще и изучать что-то новое. А рассчитывать на то, что получится заниматься спортом и поумнеть, не стоит.
4. Мозг человека, который регулярно двигается, дольше остается молодым. Разница между состоянием мозга активных и пренебрегающих спортом ровесников может быть такая, будто активный человек моложе на десять лет.
5. Для мозга полезны разные виды спорта — бег, плавание, тай-чи, командные игры. Выбирайте то, что вам больше нравится. Неважно, что это будет за активность, но важно заниматься регулярно и не меньше 150 минут в неделю.
6. Заставить себя полюбить спорт и вписать тренировки в рутину непросто, но возможно. Помогут в этом несложные приемы: заниматься с тренером или друзьями, слушать музыку в процессе и помнить о пользе спорта для тела и мозга.