Стань умнее. Развитие мозга на практике - Дэн Хёрли

«Однажды я беседовал с Гарольдом, и он сказал мне: “Арт, я собрал эти данные с год назад и пока еще ничего с ними не сделал. Хотите взглянуть?”».

Артур Крамер, профессор психологии из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, в 2010 году занял пост директора Института современных наук и технологии Бекмана при этом университете. Однако двадцатью годами ранее он был начинающим и очень перспективным когнитивным нейробиологом, который прежде никогда не занимался изучением роли физических упражнений в развитии мозга. Тогда-то и состоялся тот судьбоносный для Арта разговор с Гарольдом Хокинсом, о котором он вспоминает.

Материалы, предоставленные Крамеру Хокинсом, оказались просто потрясающими. Он начал с анализа предыдущих исследований в этой области, позволивших ему сделать важный вывод: мыслительные навыки пожилых людей ухудшаются заметнее всего, если им приходится распределять свое внимание. Чтобы окончательно проверить это наблюдение, ученый разработал и провел интереснейшее исследование – он сравнил когнитивные навыки 14 человек в возрасте от 20 до 35 лет с навыками такого же числа людей в возрасте от 65 до 74. Участников, сидящих в наушниках перед экранами компьютеров, просили нажимать конкретную клавишу средним пальцем правой руки, если они видели на экране одну букву, и другую клавишу указательным пальцем этой же руки, если они видели вторую букву. Кроме того, услышав определенный звук, им нужно было щелкнуть по третьей клавише средним пальцем левой руки, а при другом звуке – по четвертой клавише указательным пальцем этой же руки. Сначала Хокинс тестировал скорость и точность их реакции только на звуковые сигналы, затем только на зрительные, а в конце концов – на оба сигнала вместе. Так вот, когда реакция на звуковые и зрительные сигналы проверялась отдельно, скорость и точность пожилых людей были лишь немного хуже, чем у младших участников эксперимента, но когда тест проводился одновременно по обоим типам сигналов, показатели испытуемых старшего возраста оказывались существенно ниже. Их способность распределять внимание была несравненно хуже, чем у молодых, и объяснялось это преимущественно эффектом старения.

Решив проверить, нельзя ли замедлить данные возрастные ухудшения посредством упражнений для сердечно-сосудистой системы, Хокинс разработал и провел второй эксперимент. В нем участвовало 40 мужчин и женщин в возрасте от 63 до 82 лет, ни один из которых прежде регулярно не занимался физкультурой. Половина испытуемых согласились участвовать в десятинедельной программе, занимаясь по 45 минут в день разными водными видами спорта в Ассоциации молодых христиан в Юджине; вторую половину попросили и далее вести прежний, неспортивный образ жизни. По завершении эксперимента оказалось, что ни в одном отдельном тесте на реакцию на зрительные и звуковые сигналы «спортсмены» не показали лучших результатов, чем представители второй группы; зато комбинированные зрительно-слуховые тесты они неизменно проходили намного успешнее. За какие-то десять недель их способность работать в многозадачном режиме весьма существенно улучшилась.

«Это было просто чудо! Хокинс выявил несомненное позитивное влияние физических упражнений на когнитивные функции, – вспоминал Крамер, который занимался анализом и отчетом по этим исследованиям; они были опубликованы в 1992 году в журнале Psychology and Aging{94}. – Но я тогда не почувствовал удовлетворения. Мне нужно было узнать, можно ли повторить эти результаты, позволят ли и другие исследования сделать такие же выводы».

Иными словами, хотя «запустил мяч» физических упражнений Хокинс, подхватил его и побежал с ним дальше именно Крамер. В 1999 году он с девятью коллегами из Института Бекмана и еще одним исследователем из Университета имени Бар-Илана в Израиле опубликовал в журнале Nature, самом известном и уважаемом периодическом издании во всех областях науки, отчет по очередному исследованию{95}. Суть его состояла в следующем. 124 ранее ведших преимущественно сидячий образ жизни пожилых людей в возрасте от 60 и 75 лет (их произвольным образом распределили на две группы) попросили в течение полугода час в день три дня в неделю заниматься либо щадящей аэробикой – ходьбой, – либо анаэробными упражнениями, растяжкой и тонингом.

«В ходе старения, – писали исследователи, старательно соблюдая в статье для респектабельного британского журнала правила британской орфографии, – нейронные зоны и когнитивные процессы ухудшаются неравномерно. Наибольшим и самым непропорциональным негативным изменениям с возрастом подвержены процессы исполнительного контроля, а также префронтальный и лобный отделы головного мозга». Именно этим типом возрастного ослабления контроля над исполнительными функциями объясняется, почему исследование 1992 года выявило, что при старении больше всего страдает многозадачность. Это происходит потому, что для эффективного функционирования в таком режиме нужен не только тот простой вид внимания и концентрации, который использует кот, выслеживающий мышку, или собака, заметившая кота, но и быстрые, осознанно управляемые смещения фокуса внимания, в которых преуспевают люди. Такое происходит, например, когда мы одновременно поглядываем на часы, смотрим по телевизору мультик и готовимся к экзаменам.

Так вот, эффективность выполнения задач, не требующих смены фокуса, в обеих группах, занимавшихся в течение полугода ходьбой и тонингом, была практически одинаковой, но когда испытуемым требовалось переключаться с задачи на задачу, «ходоки» показывали значительно лучшие результаты, чем те, кто занимался тонингом. Это было особенно удивительно, учитывая тот факт, что члены первой группы занимались ходьбой всего по три часа в неделю, что увеличивало среднемаксимальное потребление ими кислорода всего лишь на 5,1 процента.

Как и следовало ожидать, благодаря отличной репутации опубликовавшего отчет журнала и однозначности результатов об исследовании рассказали все популярнейшие СМИ мира, от BBC (репортаж назывался «Физкультура улучшает работу мозга») до New York Times («Хорошая тренировка для пожилого ума»). Впоследствии Артур Крамер опубликовал с добрый десяток исследований в области влияния физических упражнений на когнитивные способности человека, в том числе два с участием детей. Так, в 2010 году был обнародован отчет по исследованию с применением МРТ-сканирования мозга девяти– и десятилетних детей{96}. Оно показало, что у мальчиков и девочек, отличающихся большей аэробной работоспособностью, лучше память и больше гиппокамп – часть лимбической системы головного мозга в форме морского конька, играющая ключевую роль в работе как краткосрочной, так и долгосрочной памяти. Второе исследование Крамера, опубликованное в 2012 году, продемонстрировало, что более спортивные дети отличаются более высоким уровнем когнитивного контроля; они способны дольше концентрироваться на тестах, а в лобных долях их мозга в процессе тестирования наблюдается большая активность{97}.

Один из немногочисленных рандомизированных экспериментов на тему влияния физкультуры на умственное развитие детей провел не Крамер, а исследователи из Университета Фурмана в Гринвилле{98}. Они работали с афроамериканскими учениками вторых – восьмых классов средней школы. Ученые случайным образом разбили детей на две группы. Одна должна была в течение всего 2009/2010 учебного года по 45 минут в день заниматься физическими упражнениями. По завершении этого срока их предполагалось сравнить со второй группой, которая в спортивной программе не участвовала. Тестирование выявило, что к маю 2010 года ученики из первой группы показывали значительно лучшие результаты по сравнению с членами контрольной группы по 8 из 26 критериев эффективности когнитивной деятельности (а также по 7 из 16 физических показателей).

Надо отметить, что, если данные выводы подтвердят и другие исследования, это будет иметь весьма серьезные последствия для нашей системы школьного образования, которая за несколько последних десятилетий значительно сократила объем времени, выделяемого на физкультуру, в пользу основных академических программ и подготовки к экзаменам. То-то будет ирония судьбы, когда окажется, что, ограничивая время, проводимое детьми в тренажерных залах и на спортплощадках, чиновники от образования мешали им развивать именно те когнитивные способности, которые так хотели улучшить.

А между тем факт позитивного влияния физических упражнений на сообразительность седеющих представителей поколения беби-бумеров уже сегодня можно считать бесспорным.

«За последние десять лет проведено как минимум четыре метаанализа, основанных на официально опубликованных исследованиях, – рассказал мне Крамер. – И все они пришли к одному и тому же выводу: физическая подготовка заметно сказывается на когнитивных способностях. Сегодня в этой области проведено множество исследований по всему миру. Любопытно, что все они не имеют ничего общего с гимнастикой для мозга – ни в коем случае. Вы ничего не учите. Вы просто занимаетесь ходьбой, плаванием, ездой на велосипеде и т. д. Всего три раза в неделю. Но это приводит к тому, что ваши когнитивные показатели улучшаются в самых разных аспектах памяти, восприятия и принятия решений. Просто удивительно, каких огромных результатов можно достичь благодаря столь незначительному изменению образа жизни».