Aktywność fizyczna poprawia rozwój mózgu u dzieci

O tym, że aktywność fizyczna w młodym wieku dobrze wpływa na rozwój mózgu i zdolności poznawczych pisaliśmy już wielokrotnie na łamach bieganie.pl. Kolejne badania naukowe potwierdzają te doniesienia: u dzieci aktywnych fizycznie w wieku 10–14 lat lepiej rozwijają się części mózgu odpowiedzialne za percepcję, emocje i uczenie się. Jest też więcej dobrych wiadomości: usportowione dzieci mają ponadto mniejsze szanse na zaburzenia psychiczne w przyszłości.

Aktywność fizyczna wspiera rozwój mózgu

Na łamach czasopisma JAMA Network Open na początku października 2023 r. ukazał się ciekawy artykuł badający rozwój mózgu u dzieci, które były aktywne fizyczne, w porównaniu do takich, które od tej aktywności stroniły. Naukowcy postawili pytanie: czy aktywność fizyczna u dzieci jest związana ze zmianami morfologicznymi w mózgu i postanowili zbadać, jak ta adaptacja wygląda.  

Szczegóły badań

Grupa naukowców pod przewodnictwem Fernanda Estévez-Lópeza z Wydziału Nauk Społecznych i Behawioralnych na Harwardzie poddała badaniom grupę 1088 dzieci (w sumie przebadano ich 5009, ale prawie 4000 wyników wykluczono z powodu niespełniania kryteriów badań), z czego 566 (52%) to dziewczynki, a 522 (48%) chłopcy. Badania odbywały się w Rotterdamie w Holandii. Strukturę mózgu dzieci przebadano najpierw w wieku 10, a następnie 14 lat, by ocenić różnicę w rozwoju poszczególnych tkanek mózgowych. Dane zbierano od marca 2013 r. do listopada 2015 r. (pierwsze badanie) oraz od października 2016 r. do stycznia 2020 r. (badanie kontrolne). Morfologia mózgu była oceniana za pomocą obrazu rezonansu magnetycznego (MRI). Szczególnymi obszarami zainteresowania były objętość ciała migdałowatego i hipokampu, ale oceniano także globalne pomiary mózgu.

„W zdrowym ciele zdrowy duch”

Odpowiedni poziom aktywności fizycznej jest głównym wyznacznikiem zdrowia, zarówno fizycznego, jak i psychicznego. Od dawna wysuwano teorie, że aktywność fizyczna może odgrywać rolę w rozwoju układu nerwowego, szczególnie w okresie dziecięcym i dorastania. Globalna objętość mózgu, szczególnie istoty szarej, osiąga swój szczyt w okresie dojrzewania. Jednak wiele struktur, takich jak hipokamp i ciało migdałowate, nadal się rozwijają, pozostając szczególnie wrażliwymi na czynniki środowiskowe. W rejonach tych wykazano znaczną neurogenezę w pierwszych latach życia. Z kolei całkowita objętość istoty białej wzrasta nadal nawet w wieku dorosłym. Naukowcy założyli, że im bardziej aktywne dzieci, tym lepiej rozwijają się ich mózgi. Tę właśnie hipotezę postanowili sprawdzić dzięki ocenie ich aktywności i badania MRI mózgu.

Wcześniejsze badania na ten temat

Jedno z wcześniejszych badań przeprowadzonych na grupie 4191 dzieci wykazało związek między wyższym poziomem aktywności fizycznej i większą objętością hipokampu. Jednak w badaniu tym nie uwzględniono dwukrotnych pomiarów mózgu, wykluczając możliwość sprawdzenia zmian po określonym czasie. Z kolei znaczna większość wyników wielu wcześniejszych badań dotyczących aktywności fizycznej i hipokampu skupiało się na osobach starszych. Na przykład randomizowane badanie kliniczne obejmujące 120 uczestników wykazało, że aktywność fizyczna odwraca związaną z wiekiem utratę objętości hipokampu. Inne z badań nie wykazało żadnych skutków ćwiczeń fizycznych na objętość hipokampu u dzieci w wieku od 8 do 11 lat z nadwagą lub otyłością. Wynik ten może być jednak spowodowany małą liczebnością próby (109 uczestników).

Dlaczego akurat hipokamp i ciało migdałowate?

Podobnie jak hipokamp, ciało migdałowate jest szczególnie istotne w kontekście prawidłowego rozwoju ze względu na jego plastyczność i podatność na stresory środowiskowe w dzieciństwie. Jednak nasze rozumienie takich czynników jak plastyczność jest ograniczona, ponieważ literatura tradycyjnie skupia się na szkodliwych czynnikach (np. traumy we wczesnym okresie życia). W modelach zwierzęcych aktywność fizyczna wspiera neuroplastyczność ciała migdałowatego i hipokampu, co jest zgodne z wynikami niektórych badań u ludzi. Wcześniejsze badania na temat aktywności fizycznej u dzieci zazwyczaj pomijały badanie ciała migdałowatego, ale biorąc pod uwagę jego funkcjonalność, a także wyniki z badań na zwierzętach, jest to jeden z kluczowych obszarów do badań. Zrozumienie genezy tego, jak poprawić rozwój tych dwóch struktur u dzieci może przyczynić się także do zapobiegania problemom psychicznym w ich późniejszym życiu.

Poziom aktywności wg dzieci i ich opiekunów

Aby zbadać poziom aktywności fizycznej wykorzystano raporty głównego opiekuna i samego dziecka, w których informowali oni o różnych wymiarach tejże aktywności fizycznej (tj. uprawianiu sportu, zabawie na świeżym powietrzu i ogólnej aktywności fizycznej). Przeanalizowano oba raporty: zarówno dziecka, jak i głównego opiekuna, którzy niezależnie od siebie zgłaszali aktywność fizyczną. W analizach użyto danych z obu źródeł, aby zapewnić bardziej wiarygodną ocenę. Co ciekawe, ankiety dla głównego opiekuna wypełniała w większości przypadków matka (było tak w 97% raportów).

Wyniki

Jeśli chodzi o szczegółowe wyniki, to całkowita aktywność fizyczna wiązała się ze zwiększeniem objętości ciała migdałowatego (β = 2,6; 95% CI, 0,3-4,9) i hipokampu (β = 3,1; 95% CI, 0,4–5,8) na przestrzeni 4 lat. Co ważne, zmiany te występowały tylko w tych określonych rejonach mózgu i nie wystąpił związek między aktywnością fizyczną a globalnymi zmianami w morfologii mózgu.

Dlaczego aktywność fizyczna jest tak ważna u dzieci?

Chociaż u dzieci i młodzieży nieustannie rozwija się kilka struktur mózgowych, szczególnie duży wzrost liczby komórek nerwowych następuje właśnie w ciele migdałowatym i hipokampie. Zatem te dwa obszary podkorowe mogą wykazywać większą plastyczność poprzez działania środowiskowe, takie jak aktywność fizyczna. Ruch zwiększa bowiem poziom substancji nazywanej neutroficznym czynnikiem pochodzenia mózgowego (BDNF), który może powodować wzmocnienie i proliferację (zdolność namnażania się) neuronów w ciało migdałowate i hipokamp.

Kolejnym potencjalnym mechanizmem leżącym u podstaw ustaleń naukowców jest to, że aktywność fizyczna może oferować bogate doświadczenia, stymulujące rozwój neuronów w ciele migdałowatym i hipokampie. Podczas gier i zabaw ruchowych dzieci muszą nieustannie podejmować decyzje, skupić się na kontroli ruchu itd. Udział w różnych rozgrywkach sportowych i zabawie na świeżym powietrzu może angażować dzieci w doświadczenia edukacyjne, obejmujące powiązane ze sobą funkcje obu wspomnianych struktur mózgu. A to może też powodować lepszy ich rozwój. Na przykład podczas uprawiania sportów zespołowych dzieci poruszają się w dynamicznym środowisku, współpracują z kolegami z drużyny i podejmują decyzje o tym, kiedy, komu i jak podać piłkę, aby stworzyć optymalną sytuację, stworzyć np. okazję do zdobycia gola.

Usportowione dzieci lepiej się uczą i lepiej radzą sobie z emocjami

To dodatkowe doświadczenie obejmuje też emocje związane z sukcesem lub porażką, w zależności od skuteczności zamierzonego działania. To wszystko rozwija nasze dzieci! Aktywność fizyczna jest więc jednym z najbardziej obiecujących i pozytywnie oddziałujących działań środowiskowych dla zdrowia, nie tylko w wieku dziecięcym, ale przez całe życie. Dzięki rozwojowi określonych struktur mózgu, szeroko pojęty sport poprawia także funkcje poznawcze, takie jak pamięć, nawigacja w przestrzeni i podejmowanie decyzji, co korzystnie wpływa na wyniki w nauce. Naukowcy proponują nawet włączenie wychowania fizycznego w formie aktywnej przerwy pomiędzy lekcjami i propagowanie ruchu w trakcie lekcji w szkole (np. poprzez przerwy na aktywność fizyczną w klasie), co może przynieść wiele korzyści w zakresie zdrowia ogólnego.

Aktywne dziecko to szczęśliwe i zdrowe dziecko

O tym, że odpowiedni poziom aktywności fizycznej jest nam potrzebny, wiemy od dawna. Bieganie, jak i inne formy aktywności, pozwalają ustrzec się od wielu chorób cywilizacyjnych, poprawiając nasze zdrowie i samopoczucie. Ruch jest też jak widać szczególnie korzystny u dzieci, które mają obecnie wiele pokus odciągających ich od zmęczenia i zabawy na świeżym powietrzu lub w hali. Tym bardziej warto zadbać o odpowiedni poziom usportowienia naszych pociech, bo aktywne dziecko to szczęśliwe i zdrowe dziecko, a ruch kompleksowo rozwija nie tylko ciało, ale wspiera też rozwój umysłowy.

Źródło:

Estévez-López F, Dall’Aglio L, Rodriguez-Ayllon M, et al. Levels of Physical Activity at Age 10 Years and Brain Morphology Changes From Ages 10 to 14 Years. JAMA Netw Open. 2023;6(10):e2333157. doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.33157