Kitobni o'qish: «Зажги себя! Жизнь – в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг»

Shrift:

Научный редактор Надежда Никольская

Издано с разрешения автора при содействии Sterling Lord Literistic, Inc. и The Van Lear Agency LLC

Благодарим Валерию Зиновьеву, Юлию Заслонову, Екатерину Герец, Евгения Парфенова, Наталью Яцюк, Екатерину Туманову, Оксану Жидкову, Екатерину Федорченко, Любовь Петерс, Елизавету Шарапову, Александра Самохвалова, Асель Гайнулину и других наших читателей за рекомендацию книги к изданию

Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

* * *

Посвящается Кеннету Куперу, Карлу Котману и Филу Лоулеру, трем революционерам, без которых эта книга не была бы написана

Чтобы добиться успеха, у человека есть два средства: учение и занятия гимнастикой. Не по отдельности – одно для духа, другое для тела – а вместе. С их помощью человек может достичь совершенства.
Платон

Введение
Все в этом мире связано

Все мы знаем, что физические упражнения помогают лучше себя чувствовать, но практически не имеем представления, почему это происходит. Мы думаем, что, занимаясь спортом, избавляемся от стресса, снижаем напряжение в мышцах и активизируем выработку эндорфина – важного нейромедиатора¹. На том и успокаиваемся. Но подлинная причина позитивных ощущений, которые мы испытываем, когда кровь быстрее бежит по сосудам, другая: двигательная активность заставляет работать наш мозг с максимальной эффективностью. Именно поэтому упражнения – не просто инструмент поддержания тела. Они гораздо более важны и интересны. Накачивание мышц и улучшение работы сердца и легких – только побочный эффект от их выполнения. Я часто говорю пациентам, что главная роль физических нагрузок заключается в регулировании работы мозга.

В современном высокотехнологичном мире, когда весь он как будто превратился в сплошной плазменный экран, легко забыть, что мы рождаемся существами двигающимися (фактически животными). Движения подсказывает сама жизнь. По иронии судьбы, способность человека мечтать, планировать и создавать общество, защищающая нас от врожденного биологического императива движения, коренится как раз в тех отделах мозга, которые и управляют этой функцией. За последние полмиллиона лет, благодаря необходимости приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям жизни и совершенствовать моторные навыки, у человека развился думающий мозг. Мы представляем далеких предков – охотников и собирателей – дикими и грубыми существами, которые рассчитывали главным образом на свои силы и сноровку. Но чтобы находить и хранить пищу, то есть выживать в исторической перспективе, они должны были использовать свой ум. Тесная взаимосвязь между едой, физической активностью и обучением запрограммирована в нейронной сети нашего мозга.

Однако мы больше не охотимся и не занимаемся собирательством. Именно в этом и заключается проблема. Малоподвижный образ современной жизни нарушает нашу природу, представляя собой одну из главных опасностей для дальнейшего выживания. Свидетельства тому везде: 65 % взрослых в США имеют лишний вес или страдают ожирением, 10 % больны диабетом II типа – разрушительной, но предотвратимой болезнью, которая возникает от гиподинамии и неправильного питания. Если раньше это заболевание касалось в основном представителей среднего и старшего возраста, то теперь и среди детей распространяется со скоростью эпидемии. Мы буквально убиваем тело, и проблема неактивного образа жизни остра не только в США, но и во всем мире. Но еще более опасно и не признано обществом, что малая подвижность убивает также наш мозг – реально иссушая его.

Наша культура относится к телу и мозгу как к двум отдельным субстанциям. Я же хочу вновь воссоединить их. Связка мозг – тело зачаровывала меня долгие годы. Свою первую лекцию «Тело и психиатрия» я прочел для коллег-медиков в Гарвардском университете (1984). Основное внимание в ней было уделено новым методикам фармакологического лечения агрессии, которая влияла и на психическое, и на физическое состояние пациентов. С этой проблемой я вплотную столкнулся, выполняя обязанности врача в системе госпиталей штата Массачусетс. Собственный опыт работы с самыми сложными психиатрическими больными подсказал, что необходимо изучить, как улучшение состояния тела человека может нормализовать здоровье мозга. Этот путь оказался очень интересным, и я до сих пор продолжаю по нему идти. Думаю, настало время поделиться результатами с аудиторией. Последние открытия в нейрофизиологии представляют захватывающую картину биологической взаимосвязи между телом, мозгом и разумом.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность мозга, тело должно напряженно работать. В этой книге я покажу, почему двигательная активность очень важна для наших чувств и мышления. Объясню, как физические упражнения направляют формирование блоков знаний в мозге; как они влияют на настроение, тревоги и внимание; как защищают от стрессов и приостанавливают неизбежные процессы старения мозга. И как они могут отсрочить неупорядоченные гормональные изменения в женском организме. Я не говорю о каких-то фантазиях вокруг спортивных достижений. Речь вообще не о высоких идеях. Я отталкиваюсь от конкретных изменений, которые заметны как у подопытных лабораторных животных, так и у людей.

Давно известно, что физические упражнения повышают содержание в мозге серотонина, норэпинефрина и дофамина – важных нейрохимических веществ, нейромедиаторов, которые участвуют в создании мыслей и эмоций. Возможно, вы слышали о серотонине и о том, что его недостаток связывают с возникновением депрессий. Но даже многие известные мне психиатры не знают всей информации. Им невдомек, что критический уровень стресса нарушает связи между миллиардами нервных клеток, а хроническая депрессия приводит к усыханию некоторых участков мозга. Они не имеют представления, что физические упражнения, напротив, резко активизируют выброс в мозг нужных ему нейрохимических веществ и запускают процессы регенерации, в буквальном смысле укрепляющие мозговые структуры. В действительности мозг реагирует на физическую активность так же, как и тело: увеличивается от использования и увядает от отсутствия деятельности. Нейроны связаны друг с другом подобно листьям на дереве. Тренировки заставляют ветки расти и набухать новыми почками, усиливая таким образом базовые функциональные способности мозга.

Нейрофизиологи относительно недавно начали изучать влияние физических упражнений на клетки мозга и гены. И уже в самой основе биологии человека обнаружили признаки этого влияния. Оказывается, активность тела стимулирует синтез белков, которые с кровотоком попадают в мозг, где выполняют важнейшую роль в механизмах высшей мыслительной деятельности. Эти белки называются «инсулиноподобный фактор роста»² (IGF-1) и «сосудисто-эндотелиальный фактор роста»³ (VEGF). Они позволяют совершенно по-новому взглянуть на связку мозг – тело. Лишь в последние годы ученые начали описывать эти факторы и принципы их работы, и каждое новое открытие довершает картину, внушающую благоговейный трепет. До сих пор мы ничего не знаем о многих процессах и связях в микроструктурах мозга. Однако даже то, что известно, может кардинальным образом изменить жизнь людей. Или даже общество в целом.

Почему стоит обеспокоиться тем, как работает ваш мозг? Прежде всего потому, что он управляет всем. Именно в эту секунду его фронтальные области посылают ему же сигналы о том, что вы читаете. А то, сколько вы запомните из увиденного, зависит от баланса между нейрохимическими веществами и факторами роста, соединяющими в сеть нейроны вашего мозга. Доказано, что физические упражнения значительно влияют на эти факторы. Они как бы подготавливают площадку, и когда вы начинаете учить что-то новое, стимуляция с их стороны укрепляет соответствующие нейронные связи. С практикой они становятся все более устойчивыми. Это подобно тому, как вы прокладываете тропинки в лесу. Важность создания устойчивых нейронных цепочек я подчеркиваю на протяжении всей книги. Например, чтобы справиться с тревогами, необходимо создать новые прочные нейронные дорожки, давая возможность «зарасти» старым и «вытоптанным». Понимая принципы взаимодействия между телом и мозгом, вы можете контролировать свою жизнь, справляться с проблемами и помогать мозгу работать бесперебойно и эффективно. Если сегодня с утра вы посвятили полчаса упражнениям, то наверняка находитесь в том состоянии ума, которое позволяет сосредоточиться на этой странице, а мозг гораздо лучше подготовлен к тому, чтобы запомнить ее содержание.

Все, что я написал за последние годы, имело целью вооружить людей знанием о своем мозге. Поняв, как он работает, вы измените свою жизнь. Вы избавитесь от чувства вины: просто осознаете, что для некоторых эмоциональных проблем, с которыми вы сталкиваетесь, существуют объективные биологические причины. Понимая соответствующие процессы, вы не будете ощущать себя беспомощными, а сами повлияете на них. Это тот важный момент, который я все время подчеркиваю в общении с пациентами. Люди часто склонны представлять мозг в качестве некоего главнокомандующего, который находится в башне из слоновой кости, недоступный для влияния извне, и оттуда отдает приказы. Дело обстоит совсем не так. Физические упражнения ломают эти барьеры. Я очень надеюсь, что вы четко уясните – двигательная активность улучшает работу мозга. Следовательно, вы будете мотивированы на ее активное и позитивное инкорпорирование в свою жизнь – свободное, а не вынужденное. Конечно, вы должны уделять внимание физическим нагрузкам. Но я не стану умолять вас об этом. (Скорее всего, это и не сработает: лабораторные эксперименты с мышами показывают, что насильно навязываемая двигательная активность не приносит таких позитивных результатов, как добровольная.) Если вы сможете достичь такой точки своего развития, когда сами будете постоянно убеждать себя, что действительно хотите заниматься упражнениями, значит, вы на пути к позитивному будущему, целью которого становится уже не просто выживание, а процветание.

В октябре 2000 года ученые из Университета Дьюка провели исследование, информация о котором попала на страницы газеты New York Times. Оказалось, что в борьбе с депрессией физические упражнения дают больший эффект, чем одно распространенное лекарство. Какая новость! К сожалению, она была размещена на 14-й странице в разделе «Здоровье и фитнес». А вот если бы придумали таблетку, полностью заменяющую двигательную активность, эта новость обязательно попала бы на первую полосу! И такое лекарство прославили бы как фармакологический бестселлер века.

В моем рассказе всплывает и другая информация. Например, программа телеканала ABC World News («Мировые новости») сообщает, что физические упражнения задерживают развитие болезни Альцгеймера у подопытных крыс; телеканал CNN озвучивает ужасающую статистику по росту ожирения населения. Та же New York Times расследует методики лечения детей, страдающих биполярным синдромом (маниакально-депрессивное расстройство), с помощью дорогих лекарств, которые очень плохо помогают, зато дают страшные побочные эффекты. При этом люди часто упускают, что все эти вроде разрозненные ниточки связаны в крепкий узел на фундаментальном биологическом уровне. Я объясню, почему это так, опираясь на научные открытия, которые до сих пор не были доступны широкой аудитории.

В книге я предполагаю разъяснить понятным языком те замечательные достижения науки, которые связывают физическую активность с улучшением работы мозга, и продемонстрировать это на примере обычных людей. Хочу закрепить постулат, что упражнения глубоко влияют на когнитивные способности человека и его умственное здоровье. Двигательная активность – одно из лучших средств, которым мы располагаем в лечении большинства проблем современной психиатрии.

Я наблюдал эту связь у своих пациентов и друзей, и некоторые разрешили поделиться их историями. Но с одним из самых показательных случаев я столкнулся вдали от своей клиники, в школах пригорода Чикаго. В большинстве учебных заведений округа использовалась революционная программа физического воспитания с новыми и чрезвычайно перспективными научными идеями. Школьный спортивный зал города Нейпервилл⁴ превратил 19 тысяч учеников в самую, наверное, здоровую юную общину в стране. Среди десятиклассников города только 3 % имели излишний вес, тогда как в среднем по стране этот показатель составлял 30 %. Что еще более удивительно (и даже поразительно) – эта программа сделала школьников округа одними из самых умственно развитых в США. В 1999 году они в числе 230 тысяч заявленных приняли участие в международной олимпиаде школьников «Тенденции в международной практике изучения математики и естественных наук в школе» (TIMSS), в ходе которой посредством специальных заданий оцениваются знания по математике и естественным наукам. В предыдущие годы ученики из Китая, Японии и Сингапура обычно обходили американских по этим дисциплинам, но теперь восьмиклассники из Нейпервилла оказались счастливым исключением: они стали шестыми по математике и первыми по естественнонаучным предметам. В то время, когда наши политики и ученые бьют тревогу по поводу снижающихся критериев образования в США, а также из-за того, что школьники плохо подготовлены для успешной деятельности в современной высокотехнологичной экономике, Нейпервилл может служить замечательным позитивным примером.

Мне не приходилось за последние десятилетия сталкиваться с чем-то столь же воодушевляющим, как нейпервиллская программа. Нас захлестывает печальная статистика о подростках, склонных к избыточному весу, лишенных мотивации и плохо успевающих в школе, а этот случай внушает надежду. И в первой главе я приглашу вас в Нейпервилл. История его учеников стала искрой, которая зажгла во мне желание написать эту книгу.

1. Добро пожаловать в революцию

Исследуем конкретный пример неразрывной связи физической активности и развития мозга человека

На небольшом пригорке стоит кирпичное здание Центральной старшей школы Нейпервилла. В цокольном этаже расположен зал с низкими потолками и без окон, буквально забитый стационарными беговыми дорожками и велотренажерами. Старого помещения бывшего небольшого кафе, прежде выполнявшего роль спортзала, все равно не хватало, чтобы вместить всех желающих, и теперь оно используется как медицинский кабинет. Сейчас 7.10, и для группы новичков, которые занимают тренажеры, начинается занятие.

Молодой подтянутый преподаватель физкультуры, которого зовут Нил Данкан, объявляет утреннее задание. «Итак, поскольку вы уже немного разогрелись, нужно пробежать полтора километра», – говорит он, протягивая занимающимся мешок с нагрудными мониторами, какими пользуются спортсмены, чтобы контролировать свои физические параметры. «Каждый раз, пробегая круг по стадиону, вы должны нажимать красную кнопку. Это разделит дистанцию. Монитор покажет, с какой скоростью вы пробежали первый, второй и третий круги. После четвертого, который нужно преодолеть с ускорением, вы нажмете голубую кнопку, хорошо? Хронометр зафиксирует ваше время. Цель – пробежать как можно быстрее. Еще один важный нюанс – средняя частота сердечных сокращений должна быть выше 185 ударов в минуту».

Протискиваясь мимо мистера Данкана, новички поднимаются по небольшой лестнице к тяжелым металлическим дверям и группками выходят на беговую дорожку стадиона, над которой плывут сырые облака прохладного октябрьского утра. Идеальные условия для революции.

Это не похоже на старый добрый урок физкультуры. Это – нулевой урок физического развития, новое слово в длинном списке образовательных экспериментов, проводимых лучшими преподавателями физкультуры. Новшества превратили 19 тысяч школьников нейпервиллского школьного округа № 203 в одних из самых спортивных в стране и одновременно в одних из самых умных. (Название «нулевой урок» происходит из очередности: он предваряет все уроки в школах округа. Его цель – определить, увеличивают ли физические упражнения до занятий способность учеников к чтению и другим дисциплинам.)

Представление, что должно быть именно так, подкрепляется многочисленными научными исследованиями. Они показывают, что физическая активность «зажигает» в организме биологические процессы, активизирующие связи между клетками головного мозга. Эти связи необходимы, чтобы мозг учился чему-то новому. Они отражают его фундаментальную способность адаптироваться к постоянным вызовам. Чем больше интересного обнаруживают ученые вокруг этих процессов, тем яснее становится, что упражнения дают мозгу ни с чем не сравнимые стимулы. В свою очередь, эти стимулы создают такие условия, в которых мозг готов, хочет и способен обучаться. Аэробная активность оказывает огромное воздействие на те системы адаптации и регуляции, которые находятся в разбалансированном состоянии, и те, которые работают нормально, но требуют оптимизации. Эта активность обязательна для каждого, кто стремится к максимуму своих возможностей.

На гаревой дорожке стадиона веснушчатый мистер Данкан сквозь очки следит, как его подопечные пробегают круги.

– Мой хронометр ничего не показывает, – жалуется один из мальчиков, пролетая мимо учителя.

– Красная кнопка! – кричит Данкан. – Нажимай красную кнопку! На последнем круге жми голубую.

Две девочки, Мишель и Крисси, бегут рядом, немного шаркая по дорожке.

Дистанцию заканчивает подросток в незашнурованных кроссовках для скейтборда. Он смотрит на часы: результат 8 минут 30 секунд.

Следующим к финишу приходит рослый юноша в мешковатых шортах.

– Посмотри на хронометр, Дуг, – просит Данкан. – Что там?

– Девять минут.

– Ровно?

– Да.

– Хорошо.

Когда Мишель и Крисси наконец заканчивают дистанцию, Данкан спрашивает их о результатах. Но у Мишель часы все еще идут. Судя по всему, она забыла нажать голубую кнопку. А вот Крисси нажала. Результат у них одинаковый. Крисси поднимает свой хронометр к глазам Данкана. «10.12», – произносит он, делая отметку в блокноте. Но при этом не говорит девочкам: «Вы обе, видимо, не столько бежали, сколько прохлаждались».

И действительно, они не прохлаждались. На мониторе, зафиксировавшем среднюю частоту сердечных сокращений (ЧСС) Мишель, Данкан видит число 191. Это серьезная нагрузка даже для тренированного атлета. Сегодня по физкультуре Мишель получает пятерку.

Новенькие, записавшиеся в нулевой класс, – это добровольцы из числа тех, кому необходимо подтянуть чтение и понимание текстов. Они работают напряженнее, чем другие ученики Центральной школы на занятиях физкультурой. От них требуют, чтобы при пробежках их ЧСС составляла от 80 до 90 % их же максимального показателя. «Посредством достаточно напряженных занятий мы стараемся лучше подготовить их к учебе, – говорит Данкан. – По существу, вводим их в состояние повышенной восприимчивости к учебному материалу и отправляем в класс».

Как относятся школьники к тому, что становятся своеобразными «подопытными кроликами» в руках мистера Данкана? «Я воспринимаю это хорошо, – говорит Мишель. – Конечно, приходится рано вставать, да еще потеть и напрягаться с утра, но в целом это дает мне ощущение бодрости на весь день. В прошлом году я все время чувствовала себя сонной и разбитой».

Кроме того, что после утренних занятий у Мишель поднимается настроение, оказывается, она значительно лучше стала читать. То же самое происходит и с ее товарищами по нулевому классу: в конце семестра они на 17 % улучшили результаты в чтении и понимании текстов. Это по сравнению с 10 % у других школьников, которые также работают над совершенствованием этих навыков, однако предпочитают подольше спать и нагружать себя в пределах стандартных уроков физкультуры.

Администрация школьного округа была настолько впечатлена позитивными результатами от нулевого урока, что ввела его в учебную программу в качестве первых занятий по литературе под названием «Физкультура, повышающая готовность к чтению». И эксперимент продолжается. Школьники, работающие над проблемами с чтением, были разделены на два класса: одни занимались этим предметом на втором уроке, когда еще испытывали позитивное воздействие физической нагрузки, а вторые – на восьмом. Как и ожидалось, ученики из первой группы достигли больших успехов. Сейчас эта методика распространяется и за пределы уроков литературы. Преподаватели и школьные психологи предлагают школьникам, имеющим проблемы и по другим предметам, обращаться к ним сразу после утренних занятий физкультурой, чтобы воспользоваться позитивным воздействием последних.

Это по-настоящему революционная идея, которую всем стоит принять на вооружение.

1.Нейромедиатор (нейротрансмиттер) – особое биологически активное химическое вещество – «посредник», который участвует в передаче, усилении и модуляции сигналов между нейронами и другими клетками в организме. Здесь и далее – если не указано иное, прим. ред.

2.Инсулиноподобный фактор роста (ИФР-1, ИПФ-1, соматомедин С, IGF1) – белок, по структуре и функциям похожий на инсулин. Он участвует в эндокринной, аутокринной и паракринной регуляции процессов роста, развития и дифференцировки клеток и тканей организма. Считается, что он играет активную роль в процессах старения. Участвует в обмене глюкозы.

3.Сосудисто-эндотелиальный фактор роста (фактор роста эндотелия сосудов, VEGF) – сигнальный белок, вырабатываемый клетками для стимулирования васкулогенеза (образования эмбриональной сосудистой системы) и ангиогенеза (роста новых сосудов в уже существующей сосудистой системе).

4.Нейпервилл – город в штате Иллинойс. В 2006 году занял второе место в рейтинге лучших для жизни в США по версии издания Money Magazine. Прим. перев.