Когнитивные функции, также известные как интеллектуальные функции, играют важную роль в нашей жизни. Они включают в себя такие процессы, как мышление, понимание, память, речь, вычисления, суждения. Все эти функции выполняются в головном мозге, а именно в префронтальной коре (ПФК), которая расположена в лобной доле коры головного мозга.
Когнитивные функции: ключ к здоровому развитию мозга
Проведённые исследования показали, что физические упражнения могут улучшить когнитивные функции. Это происходит благодаря усилению мозгового кровотока, структурным изменениям в мозге и стимулированию нейрогенеза. Однако, несмотря на это, 81% детей по всему миру не занимаются достаточной физической активностью. Это приводит к высокому уровню сидячего поведения и недостаточной физической активности, что вызывает обеспокоенность по поводу негативного воздействия на здоровое развитие мозга и когнитивные функции детей.
Исследование, проведённое докторантом Такаси Наито из Высшей школы спортивных наук Университета Васэда совместно с профессорами Каори Исии и Коитиро Ока, предлагает понимание потенциала решения этой проблемы. В своём исследовании они изучали влияние кратковременных и лёгких упражнений на увеличение мозгового кровотока у детей.
Целью исследования было разработать программу упражнений лёгкой интенсивности, доступную каждому, направленную на улучшение функций мозга и снижение сидячего поведения детей. По словам Наито, они надеются продвигать и внедрять эту программу в школах совместными усилиями.
Для улучшения когнитивных функций важно разработать программы упражнений, которые увеличивают мозговой кровоток. Хотя предыдущие исследования установили пользу упражнений средней и высокой интенсивности для когнитивных функций, изменения в мозговом кровотоке во время упражнений лёгкой интенсивности, особенно у детей, ещё не изучались. Чтобы устранить этот пробел, команда провела экспериментальное исследование, чтобы изучить влияние кратковременных упражнений лёгкой интенсивности на гемодинамику префронтальной коры (ПФК). Они сосредоточились на упражнениях, которые можно легко выполнить на месте без специального оборудования, например, на растяжке. Для этой цели использовалась функциональная спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (fNIRS), метод визуализации, который измеряет изменения в мозговом кровотоке посредством концентрации окси-Hb.
В исследовании принял участие 41 здоровый ребёнок, от учеников пятого класса начальной школы до учеников третьего курса средней школы. Детей обучили семи различным типам упражнений низкой интенсивности, а также соответствующим мерам безопасности. Эти упражнения включали растяжку вверх, растяжку плеч, круговые движения локтями, поворот туловища, мытьё рук, большой палец и мизинец, а также баланс на одной ноге.
Упражнения выполнялись сидя, за исключением баланса на одной ноге, с продолжительностью движений 10 и 20 секунд. Исследователи регистрировали и сравнивали уровни окси-Hb в состоянии покоя и во время физических упражнений.
Результаты исследования были весьма многообещающими: они показали значительное увеличение уровней окси-Hb во многих областях префронтальной коры во время всех форм упражнений по сравнению с состоянием покоя. Однако при статической растяжке с движением в одном направлении существенных изменений уровня окси-Hb не наблюдалось.
«Объединив виды упражнений, которые легко увеличивают кровоток в префронтальной коре, выявленные в этом исследовании, можно разработать программу упражнений, которую каждый сможет легко выполнять для улучшения исполнительных функций детей. Её также можно использовать в будущем для предотвращения снижения когнитивных функций у взрослых и пожилых людей», — объясняет Наито.
В заключение можно сказать, что это исследование представляет собой значительный шаг вперёд в борьбе с малоподвижным образом жизни и активации функций мозга у детей, тем самым поддерживая их физическое и умственное развитие.
Литература
Takashi Naito et al, Hemodynamics of short-duration light-intensity physical exercise in the prefrontal cortex of children: a functional near-infrared spectroscopy study, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-66598-6