A mozgás jótékony hatásai a kognitív képességekre

Kognitív képességeink kihatnak mindenre, amit csinálunk. Hogy sikeresek leszünk-e a munkában, céljaink elérésében, álmaink megvalósításában, az nagyban azon múlik, hogy milyen a szellemi kapacitásunk és hogyan tudjuk maximálisan kihasználni azt. Mint minden más erőnlét, a kognitív funkciók is formában tarthatók, sőt fejleszthetők. Rajtunk múlik, hogy kihozzuk a legtöbbet agyunk erőforrásaiból, vagy hagyjuk azokat eltompulni.

A kognitív képességekről röviden

A kognitív képességeink kihatnak az egész életünkre, de hogy pontosan mik is tartoznak ide azt nehéz egy szóval leírni, és a későbbi pontosabb érthetőség miatt is jó, ha tisztában vagyunk ezekkel (1.ábra).

Emlékezet: Verbális, vizuális vagy térbeli információ tárolás. Sokféle emlékezés van, de mindegyikre szükségünk van az életünkben. A memória gyakorlással szinten tartható, de fejleszthető is akár csak egy izom.

Rövidtávú vizuális emlékezet: Arra való, hogy egyszerre több képi információt is aktívan tarthassunk az agyunkban rövid ideig.

Munka memória: Rövidtávú emlékezet, amely rövid időre megőrzi az információt, hogy azzal dolgozhassunk, manipulációkat végezhessünk.

Rövidtávú téri emlékezet: Segítségével képesek vagyunk a környezetünkben lévő tárgyak helyének megjegyzésére, e nélkül nem tudnánk eligazodni a minket körülvevő térben.

Vizuális emlékezeti terjedelem: Vele agyunkban egyszerre több képi információt aktívan tarthatunk.

Általános emlékezet: A rövidtávú emlékezeten belül ez arra vonatkozik, hogy a rövid ideig egyszerre hány egymástól független elemet tudunk rövid időre az emlékezetünkben tartani és azokat előhívni.

Téri gondolkodás: Ebben a képességben nagyon különbözőek vagyunk, hiszen van aki minden új helyen kihívásnak éli meg a tájékozódást, míg mások számára inkább izgalom. Azt, hogy mennyire vagyunk jók a térben legjobban játékokkal tudjuk tesztelni. Ezek a következők:

• Mentális elforgatás: Tárgyak fejben való manipulációját, elforgatását nem mindig gyakoroljuk, mégis ez a képesség indikátora sok fontos kognitív képesség állapotának.

• Reakcióidő: A gyorsaság a mindennapok egyik legnagyobb kihívása. A reakció idő jól mutatja agyunk frissességét és reagáló-képességét. Ez a képesség is szinten tartható sőt fejleszthető is.

• Válaszkontroll: Segít megkülönböztetni azokat a helyzeteket, amelyekben egy adott választ kell adnunk azoktól, amelyekben erre nincs szükség.

• Figyelem: A megosztott figyelem, szelektív figyelem, figyelem-váltás olyan dolgok, amikre nap, mint nap szükségünk van. Ha ezeket a képességeket sokat használjuk, az kifáraszthatja az agyunkat és növeli a hibázás lehetőségét. Ezek a képességek is fejleszthetők.

• Kognitív flexibilitás: A végrehajtó funkciók egyike, fontos szerepe van abban, hogy a helyzetnek megfelelően változtassunk az adott válaszon.

A fizikai aktivitás idegrendszeri hatásai

A testmozgásnak számtalan bizonyított jótékony hatását ismerjük. Pozitív hatással van a szív és ér rendszerre, javítja a csont sűrűséget, csökkenti a rák kialakulásának kockázatát, véd a stroke és a diabetes ellen. A fizikai aktivitás idegrendszerre való hatásai sem hanyagolhatóak el, bár a témában még további kutatások szükségesek. A neurogenezis folyamata a születés után lassul, majd leáll. Így a posztnatális életben előre meghatározott mennyiségű idegsejt áll rendelkezésre a szükséges funkciók ellátására, azonban a kor előre haladtával ezek is hanyatlásnak indulnak mind funkcionalitásukban, mind számukban. Több, különféle sejttípus létezik, melyek funkciója a neuronok táplálása, védelme, illetve a köztük lévő synaptikus kapcsolat fenntartásának segítése. Ezeket neurotrophikus faktoroknak nevezzük. Cotman, és Engesser-Cesar (2002) egy ebbe a családba tartozó, BDNF (brain-derived neurotrophic factor) elnevezésű anyagot vizsgáltak, és ezzel együtt a mozgás által kiváltott jótékony agyi hatások és az ezzel együtt járó fokozott BDNF expresszió kapcsolatát.

Egereknél, akikben korábban BDNF mutációját indukáltak, a mutáció hatására csökkent mennyiségű szinaptikus vezikulumokat számláltak a kutatók. Ez utáni BDNF infúzió az agyba jelentősen megemelte a vezikulumok számát. Megállapítható, hogy a megemelkedett BDNF szint elősegíti az idegsejtek közti kommunikációt. Microarray analízis alapján kimutatható, hogy a testmozgás számos jótékony változást okoz a szinapszisokat szabályozó génekben. A kísérleti egerek fizikai aktivitásának hatására azok a gének expressziója nőtt jelentős mértékben, melyek a szinaptikus vezikulumok újrahasznosíásáért, a szinaptikus plaszticitásért felelősek. Korábban végzett kísérletek alapján ez a neurotrofikus faktor a kognitív, szenzoros és motoros agyi területek összekapcsolásáért felelős neuronok egészséges működését biztosítja. Továbbá szerepet játszik az idegsejtek differenciálódásában, a neuritjaik növekedésében, és a mesterséges körülmények között való életben maradásukban. A fent említett kutatók további kísérleteket végeztek, miszerint a mozgás stimulálja-e az agyműködést, illetve a BDNF termelődését. (2.ábra)

A várt eredménytől eltérően, miszerint a szenzoros és motoros régiókban termelődik több a neurotrofikus faktorból, a hippocampusban figyelték meg a legnagyobb növekedést. Ez az agyterület a tanulásért és memóriáért felelős, valamint Alzheimer-kór esetén a neuronok degenerációja itt indul meg először. Továbbá azt is sikerült kimutatni, hogy a mozgás hatására szignifikánsan emelkedett számú BDNF messenger RNS-ek és BDNF receptorok expressziója nemcsak rövid-, de hosszútávon is megfigyelhető. Így a hippocampus, a csíkolt test (corpus striatum) és a septalis neuronok védelme mellett jobb tanulási készségek és stroke elleni megnövekedett rezisztencia több ideig fenntartható a mozgással. Azonban a kísérletet újra elvégezve különböző körülmények között, azt is kimutatták, hogy az ingergazdag környezet és a szabad mozgás lehetőség hatására neurogenesis indul meg a hippocampusban (ennek indukciós faktorai eddig ismeretlenek voltak), valamint a neuronok közötti szinaptikus kapcsolatok száma is növekedett. Ezek az összeköttetések a normális agyi működés tekintetében létfontosságúnak, hiszen az ép idegsejtek több ezer szinaptikus kapcsolatot létesítenek egymás között. A synaptotagmin, synaptobrevin és synaptophysin szinaptikus proteinek, amik a neuronok közötti kapcsolat fenntartásában alapvető fontosságúak. Továbbá bebizonyosodott, a BDNF serkenti ezek szintézisét, így elősegítve az idegsejtek közti kapcsolatok fenntartását. Így a hippocampus, a csíkolt test (corpus striatum) és a septalis neuronok védelme mellett jobb tanulási készségek és stroke elleni megnövekedett rezisztencia több ideig fenntartható a mozgással. Azonban a kísérletet újra elvégezve különböző körülmények között, azt is kimutatták, hogy az ingergazdag környezet és a szabad mozgás lehetőség hatására neurogenesis indul meg a hippocampusban (ennek indukciós faktorai eddig ismeretlenek voltak), valamint a neuronok közötti szinaptikus kapcsolatok száma is növekedett. Ezek az összeköttetések a normális agyi működés tekintetében létfontosságúnak, hiszen az ép idegsejtek több ezer szinaptikus kapcsolatot létesítenek egymás között. A synaptotagmin, synaptobrevin és synaptophysin szinaptikus proteinek, amik a neuronok közötti kapcsolat fenntartásában alapvető fontosságúak. Továbbá bebizonyosodott, a BDNF serkenti ezek szintézisét, így elősegítve az idegsejtek közti kapcsolatok fenntartását.

Ez a neurotrofin antidepresszáns hatással is rendelkezik, melyet a mozgás hasonló hatásaival kombinálva (a mozgás ennek szintézisét serkenti, növeli a BDNF mRNS szintet) jelentős eredmények érthetőek el a mai világban egyre gyakoribb mentális betegségek kezelésében. Antidepresszánsokkal együtt végzett aktív testmozgás bizonyítottan lecsökkenti a gyógyszerhatás megjelenésének idejét (2 hétről 2-3 napra). További vizsgálatok szükségesek ezen jelentős befolyással rendelkező anyag indukált szintézisének alkalmazásával történő gyógyításhoz, de orvosi szempontból mar jelenlegi ismereteink szerint is nagyon hasznos. Ideális molekulák még kognitív funkcióink védelme érdekében a növekedési faktorok, például az IGF-1. Ezen faktorok védik az idegsejteket, növelve azok plaszticitását ezzel elősegítve a tanulási folyamatokat és az agy általános egészségét. Kutatások alapján az IGF-1 terápiás alkalmazása megelőzi és csökkenti a gerincvelő motoros neuronjainak degenerációját különböző perifériás neuropátiában szenvedő betegeknél.

A mozgás és az életkor összefüggése

Gyermekkor

A kognitív funkciók javításában nagy jelentősége van a testmozgás gyermekekre való hatásának. Általános iskolás gyermekeknél végzett kísérletek bizonyítják, hogy az iskolában, testnevelés óra alatt végzett mozgás jótékony hatással van a memóriára (Pesce és mtsai, 2009). A fejlődő szervezetben a fizikai fittség szoros kapcsolatban áll a mozgás koordinációval, és koncentráló képességgel. A testmozgás a fejlődő szervezetben átmeneti magatartási és pszichológiai változásokat idéz elő, melyet az idegsejtek közti megnövekedett kapcsolatok tükröznek.

Az emlékezet egy olyan kognitív funkció mely elengedhetetlen a tanulási folyamatokhoz és létfontosságú a gyermekek megfelelő fizikai és pszichikai állapotához. A jó memória nélkülözhetetlen ahhoz, hogy a fiatalok megbirkózzanak mind az iskolai, mind a mindennapi élet kihívásival. A testnevelés órákon gyakoriak a csapatjátékok melyek megkövetelik a kognitív funkciók használatát, például az információk megértését, feldolgozását, a gyors döntéshozatalt és segítenek a társas kapcsolatok kialakításában.

Az iskolások körében elvégzett kísérletben a nem sportoló és a csapatjátékban részt vevő gyerekek memóriáját tesztelték testnevelés óra után. A gyermekek rövid távú memóriáját a következőképpen vizsgálták a kutatók: szavakat soroltak fel nekik, majd felmérték, hogy a szavak hány százalékára emlékeznek pontosan. Ezt a memória tesztet közvetlenül testnevelés óra után, és a testmozgást követően pár órával is elvégezték. A kísérleti eredmények alapján a csapatjátékban részt vevők jelentősen jobban teljesítettek a nem sportoló fiataloknál, legyen szó azonnali vagy késleltetett felidézésről. (3.ábra)

Időskor

Kutatások igazolták, hogy már harmincas éveinkbe lépve megfigyelhető szervezetünkben egy kognitív képességeinket negatívan befolyásoló ideg sejt szám csökkenés. Azt is kimutatták, hogy bizonyos kognitív funkciók fogékonyabbak az öregedéssel való romlásra. Ilyenek például a figyelem, a rövid és hosszú távú memória. A testmozgás csökkenti a krónikus betegségek kialakulásának esélyét, a depressziót és szorongást az időskorú emberekben, nemtől függetlenül. A testedzés amellett, hogy növeli az izom tömeget és erősít, pozitív hatással lehet a kognitív képességekre (Cassilhas és mtsai, 2007). Egy csoport 65 év feletti embernél kísérletet végeztek a témában, melyben általános állapot felmérésként a következő paramétereket vizsgálták: testzsír-izom összetétel, vér viszkozitás, az alanyok által végzett pszichológiai teszt, valamint saját életük minőségének megítélése. Ez után az alanyok 12 hetes tréning programokon vettek részt, különböző intenzitással. Az eredmények alapján megállapítható, hogy az időseknek általánosan javult a hangulatuk az aktívabb életmód hatására, és élet minőségüket is jobbra értékelték. A hangulatbeli legnagyobb javulást meglepő módon nem a legnagyobb, hanem a közepes intenzitással tréningezők közt figyelték meg. Elmondható az is, hogy a hangulat fellendülésével, a kognitív funkciók is javulnak, mivel az edzés jótékony hatással van a központi idegrendszerre. Az kísérlet eredményei alapján a közepes intenzitással sportolók kevésbé lesznek hajlamosak különböző mentális zavarok kialakítására. Az élénkülő vérkeringés az agyban azt eredményezi, hogy az oxigén és tápanyagok szállítása javul, ami elősegíti a tanulási folyamatokat és javítja a memóriát.

Az érme másik oldala, avagy mire érdemes odafigyelni

Ne vigyük túlzásba!

A testmozgás hatására a szervezetben stresszreakció alakul ki, ezt mutatja a kortizol emelkedése. A kortizol szint stresszhatások nélkül is napi ingadozást mutat, reggel magasabb míg este alacsonyabb szint mérhető. A fizikai aktivitás élettani, szociális, pszichológiai és környezeti stresszorok összesége. Hiszen amellett, hogy a mozgás külső ingerként éri a szervezetet már önmagában, számolni kell az egyénre kifejtett pszichikai hatással is. Ez a pszichikai hatást sok tényező együttese alkotja, mint az aktuális hangulat, a felkészültség, a fizikai aktivitás típusa stb. A kortizol számos élettani hatással bír, kihat katabolikus, antianabolikus és anabolikus folyamatokra is.

Központi szerepe a kortizolnak a fehérjefelhasználás serkentésében van, illetve a glikogén raktárak beosztásában. Anabolikus hatásként a mozgás során felhasználódó ATP pótlásához szubsztrátokat mozgósít, fokozza a glükoneogenezist, egyes szövetek glükózellátásának csökkentése árán is biztosítja a központi idegrendszer vércukor ellátását. A hormon legfontosabb katabolikus hatása, hogy növeli a szabad aminosavak mennyiségét így, ha már nem áll rendelkezésre cukor, akkor az elágazó láncú aminosavak megfelelő energiaforrást jelentenek az oxidatív folyamatokhoz. Az aminosavak emelkedett koncentrációja a mozgás végeztével a fehérjeszintézisbe fog bekapcsolódni. A kortizol továbbá részt vesz a terhelés alatt a katekolamin előállításban, illetve gyulladáscsökkentő és immunszupresszív hatással is bír. A mozgás és a kortizol szint emelkedési üteme között az eddigi vizsgálatok nem mindig találtak közvetlen összefüggést. Ez is azt mutatja, hogy a fizikai aktivitás okozta stresszt sok összetevő befolyásolja.

Humán kísérletek azt mutatták, hogy csak az anaerob vagy a legalább a maximális oxigénfelvevő képesség 60%-ának elérése esetén fokozott a kortizol szint (Nyerges-Bohák és mtsai, 2016). Míg más kutatások, melyekben lovakat és embereket vizsgáltak, azt az eredményt hozták, hogy a kortizol emelkedés inkább függ a mozgás idejétől, mint az intenzitásától. Azt is kimutatták azonban, hogy a kortizol szint nem a fizikai aktivitás végén tetőzik, hanem az edzés után 10-15 perccel, ez azonban csak nagy intenzitású terhelés esetén állja meg a helyét. Közepes intenzitású edzés során a mozgás végeztével nem növekedett tovább a kortizol szint. Míg enyhe intenzitás esetén már edzés közben elérte a maximumát és nem emelkedett tovább. Egyes vizsgálatok szerint a kortizol tetőzése függ a ló korától és tapasztaltságától is.

A fizikai aktivitás felborítja a szervezet anyagcsere-egyensúlyát, az edzés után a belső egyensúly azonban helyre áll, sőt túlkompenzáció jön létre, ami a teljesítmény növekedést fogja eredményezni. Az alkalmazkodási időszak az az időintervallum, amely során a megindul a homeosztázis helyreállítása és megtörténik a túlkompenzáció. Ha ezalatt az időszak alatt a szervezetet újabb terhelés éri és ez rendszeresen így történik akkor kialakul a túledzettség, angol nevén overtraining syndrome (OTS). A betegség tünetei lovakban a teljesítmény romlása, étvágytalanság, testsúly csökkenés, letargia, viselkedés zavarok, illetve az immunrendszer gyengülése miatt a betegségekre való fogékonyság fokozódása (Nyerges-Bohák és mtsai, 2016).

Habár a kutatások lovakra vonatkoztak, azt könnyen beláthatjuk, hogy a túledzettség kialakulása az emberekben és más fajokban sincs kedvező hatással élettanilag, így kihat a mentális állapotra is, negatívan befolyásolja a kognitív képességeket. Tehát elmondhatjuk, hogy a rendszeres mozgás számos jótékony hatása ellenére is fontos szem előtt tartania az egyensúlyt a pihenés és a mozgás között. Illetve szükségszerű azt is kiemelnünk, hogy vizsgálatok alapján (Griesbach és mtsai, 2009), az erőltetett, kényszerített mozgás segít a stroke prevenciójában azonban magasabb stresszt váltott ki az alanyokban.

Dehidratáció

A mozgás vízvesztéssel jár, ami a megfelelő pótlás hiányában dehidratációhoz vezet. Ennek a hatását is vizsgálták a kognitív képességre, mivel a hidratáltság összefüggésben van a kortizol szinttel, ami negatívan korrelál a kognitív képességekkel. A dehidratáció ezen hatását ki is mutatták ember kísérletekben. A vizsgálatok során azt tapasztalták, hogy ez az ideiglenes vízvesztés a rövid távú memóriára, a munka memóriára és a vizuális-motoros képességet rontotta, a hosszú távú memóriára nem volt kihatással. A vizsgálatban részt vevők a dehidratáltság alatt nem voltak rosszabb hangulatban, de fáradtságot éreztek, ami vízfogyasztás esetén csökkent. Azoknál az egyéneknél is csak időszakos volt a teljesítmény romlás, akik nem vettek magukhoz extra folyadékot. Az extra folyadék bevitel csak a fáradtság érzetre volt hatással, a döntés időt nem javította. Összességében arra jutottak, hogy a 2%-os vízvesztés okozta testsúly csökkenés jelentős mértékben rontja a szellemi működést.A kísérletek azt is kimutatták, hogy a hiperhidráció pozitív hatással van a memóriára. Ennek hátterében valószínűleg a metabolikus folyamatokban történő változások állnak (Cian és mtsai, 2001)

Konklúzió

Összességében tehát beláthatjuk, hogy a mozgás kifejezetten jó hatással van a kognitív képességekre minden életkorban. A mozgás segíthet a mentális betegségek megelőzésében, gyógyításában. Fontos tehát, hogy a mozgás valamilyen szinten életünk részévé váljon. Ez kiemelt jelentőségű a mai ülő életmód mellett, illetve a fiatal és idős korosztály tekintetében hiszen, ha korán kialakítjuk a fizikai aktivitás igényét a gyermekeinkben, akkor később is az életük része marad így élet minőségük, iskolai- később pedig munkahelyi teljesítményük is jobb lesz. Idősebbeknél a demencia megelőzésében, mentális épség fenntartásában játszik fontos szerepet a testmozgás, hiszen már a rendszeres sétának is jótékony hatása van. Arra azonban minden életkorban figyeljünk, hogy a mozgás mindig megfelelő idejű pihenéssel is társuljon. Könnyen áteshetünk a ló másik oldalára, ami hosszú távon túledzettséghez vezethet. Mindezek mellett arra is ügyeljünk, hogy a fizikai aktivitásunknak és egyéni igényeiknek megfelelő mennyiségű folyadékot igyunk, hiszen a dehidráció rontja a kognitív képességeinket. Végső soron tehát elmondhatjuk, hogy ha eleget mozgunk és mellette megfelelő mennyiségű folyadékot fogyasztunk, akkor már sokat tettünk nem csak a fizikai, de a szellemi egészségünkért is.

Felhasznált Irodalom

Cassilhas, R. C.; Viana, V. A. R.; Grassmann, V.; Santos, R. T.; Santos, R. F.; Tufik, S.; Mello, M. T. (2007): The Impact of Resistance Exercise on the Cognitive Function of the Elderly. American College of Sport Medicine 1401-1407

Cian, C.; Barraud, P. A.; Melin, B.; Raphael, C. (2001): Effect of fluid ingestion on cognitive function after heat stress or exercise-induced dehydration. International Journal Of Psychophysiology 42: 243-251

Cotman, C. W.; Engesser-Cesar, C. (2002): Exercise Enhances and Protects Brain Function.American College of Sport Medicine 30: (2) 75-79

Griesbach, G. S.; Hovda, D. A.; Gomez-Pinilla, F. (2009): Exercise-induced improvement in cognitive performance after traumatic brain injury in rats is dependent on BDNF activation. Brain Research 1288: 105-115

Nagy, J. (1998): Kognitivizmus és az értelem kiművelése. Iskolakultúra 8: (2) 57-70

Nagy, J. (1998): A kognitív rutinok pedagógiai jelentősége. Iskolakultúra 8: (5) 3-16

Nagy, J. (1998): A kognitív készségek rendszere és fejlődése. Iskolakultúra 8: (9) 3-13

Nagy, J. (1998): A kognitív képességek rendszere és fejlődése. Iskolakultúra 8: (10) 3-21

Nyerges-Bohák, Zs.; Kutasi, O.; Szenci, O. (2016): A kortizol hormon sportélettani szerepe lovakban/ The role of cortisol hormone in equine exercise physiology. Magyar állatorvosok lapja 138: (11) 643-652

Pesce, C.; Crova, C.; Cereatti, L.; Caselle, R.; Bellucci, M. (2009): Physical activity and mental performance in preadolescents: Effects of acute exercise on free-recall memory. Mental Health and Physical Activity 2: 16-22

Williams, P.; Lord, S. R. (1997): Effect of group exercise on cognitive functioning and mood in older women. Australian And New Zealand Journal Of Public Health 21: (1) 45-52

Internetes hivatkozások

Kognitív, http://www.kognitiv.hu, (Utolsó letöltés: 2017.04.23)

Ábrajegyzék

1. ábra: Az értelem működésének hierarchikus struktúrája (Nagy, 1998)

2. ábra: A mozgás és az antidepresszáns egyidejű alkalmazása (Cotman és mtsai, 2002)

3. ábra: Az iskolások memória teszt eredményei (Pesce és mtsai, 2009)