Ćwiczenia fizyczne i osiągnięcia w nauce: dlaczego dzieci powinny ćwiczyć więcej?

Ten artykuł jest częścią Science, Research – Our Chance.

Chociaż związek między rozwojem ciała i ducha ma swoje korzenie w starożytnej kalokagathii, rygorystyczny trening czołowego sportowca mimo wszystko przechyla szalę na korzyść wzrostu mięśni lub wydolności serca. Najlepsi sportowcy często trenują 2-3 razy dziennie. Wymagający trening wyczerpuje energię, męczy komórki mózgowe i zbiera żniwo – zmęczenie.

Podczas „przerwy” między obciążeniem fizycznym przed i po treningu, niezbędny jest odpoczynek lub innymi słowy regeneracja sił, zarówno fizycznych, jak i psychicznych. Wówczas zdolność mózgu do tworzenia nowych, głębokich wskazówek intelektualnych maleje.

Podobnie, jeśli sportowiec w wieku szkolnym wstaje wcześnie rano na trening, a następnie, po wyczerpujących ćwiczeniach, siada w szatni przed godziną ósmą, jego koncentracja i zdolność zapamiętywania materiału jest znacznie osłabiona.

Efekt ten jest wzmocniony, jeśli surfuje po mediach społecznościowych lub strzela wirtualnymi czołgami o północy lub wcześnie rano, lub między przerwami podczas zajęć. Nieustannie testowana przez jego smartfon dopamina (substancja chemiczna w mózgu, która między innymi zwiększa motywację i zdolność uczenia się) jest wyczerpana. A kiedy jest ona potrzebna do sprawdzenia nowej wiedzy, jej niedobór uniemożliwia komórkom nerwowym komunikowanie się ze sobą i tworzenie śladu pamięciowego.

Neurony naładowane ruchem

Ruch jest istotnym przejawem życia, niezależnie od tego, czy obserwujemy Gut w stogu siana pod mikroskopem, czy też obserwujemy mistrza stworzenia w plątaninie jego codziennych czynności i obowiązków. Wybitne osobistości kształtujące bazę wiedzy społecznej z pewnością nie były znane ze swoich osiągnięć sportowych.

Nie oznacza to jednak, że całe życie spędzili na obserwacji wszechświata czy mieszaniu smoły w prowizorycznym laboratorium. Oprócz formuł matematycznych, Albert Einstein uwielbiał wędrówki po szwajcarskich Alpach. Maria Curie-Skłodowska przemierzała polską stronę Tatr w swoim baganchi. Później, jako szanowany profesor na Sorbonie, regularnie pływała w Morzu Śródziemnym u wybrzeży południowej Francji, gdzie spędzała czas z córkami, zwłaszcza latem.

Ruch fizyczny ma pozytywny wpływ na aktywność mózgu i nie wywołuje depresji za wszelką cenę. Zwłaszcza jeśli znajdziemy szczęśliwy środek w jego stosowaniu.

Początkowo sądzono, że ruch przede wszystkim poprawia przepływ krwi do mózgu, co oznaczałoby więcej składników odżywczych i tlenu dla mózgu. Jednak mięśnie szkieletowe są również fabryką substancji chemicznych (miokin), które są częścią wielu szlaków sygnalizacyjnych i metabolicznych. Ich działanie wytwarza i uwalnia inne czynniki, które działają bezpośrednio na komórki mózgu – neurony (np. synapsyna, BDNF).

Otrzymywanie nowych informacji, a zwłaszcza ich zapamiętywanie, zmusza komórki mózgowe do dosłownego podawania sobie rąk, komunikowania się oraz tworzenia więzi i połączeń. Wspomniane wyżej czynniki neurotroficzne, również stymulowane przez ruch ciała, pomagają im w tym.

Aby oświetlić dom wieczorem, potrzebujemy żyrandoli, lamp i włączników światła. Jednak elektryk musi podłączyć je do obwodu za pomocą kabli elektrycznych. Kiedy włączamy światło, prąd elektryczny płynie do żarówki i pokój się rozświetla. Podobnie dzieci „zapalają się” podczas obliczeń matematycznych, gdy ruch przygotowuje dla nich warunki – przewody. Samo rozwiązanie problemu jest przełącznikiem (a raczej włącznikiem), który pozwala ustawić pamięć. Ruch jest elektrykiem, który przygotowuje obwód elektryczny.

Warto wspomnieć o wynikach kilku zagranicznych badań wykazujących pozytywny związek między sprawnością fizyczną a osiągnięciami akademickimi uczniów. Co więcej, literatura jest przekonująca w swoich dowodach na to, jak brak ruchu i nadmierna masa ciała zmniejszają objętość kory szarej w różnych obszarach mózgu. Przekłada się to na gorszą zdolność dzieci nie tylko do koncentracji, ale także do zapamiętywania lub odtwarzania nowych informacji.

Słowackie badanie: sprawne dzieci osiągają lepsze wyniki

Słowacki Komitet Olimpijski i Sportowy od kilku lat organizuje tak zwaną Olimpijską Odznakę Wszechstronności. Każdego roku dziesiątki tysięcy uczniów na Słowacji przechodzi serię testów sprawnościowych.

We współpracy z NIVAM (Narodowy Instytut Edukacji i Młodzieży) przeanalizowaliśmy związek między sprawnością fizyczną a wynikami w nauce dziewiątoklasistów (wyniki z monitora). W badaniu wzięło udział ponad 6 500 słowackich dziewiątoklasistów. Przeanalizowaliśmy związek między sprawnością sercowo-oddechową (CRF), wskaźnikiem masy ciała (BMI) a wynikami szkolnymi z matematyki i języka słowackiego.

Wyniki były zaskakujące.

Uczniowie, którzy mieli wymaganą sprawność fizyczną (standard Światowej Organizacji Zdrowia) i normalną wagę, osiągali znacznie lepsze wyniki w nauce niż ich mniej aktywni i otyli koledzy z klasy. Sprawni fizycznie chłopcy byli prawie 3 razy bardziej skłonni do osiągania lepszych wyników w matematyce i aż 6 razy bardziej skłonni do osiągania lepszych wyników w języku słowackim w porównaniu z ich nieaktywnymi, otyłymi rówieśnikami.

Należy zauważyć, że wyniki badań nie pozwalają na uniwersalne uogólnienie, że im lepsza sprawność fizyczna, tym wyższe wyniki w nauce. Jest to ważna wskazówka, że dziecko czerpie korzyści z prawidłowej masy ciała i pewnego stopnia sprawności fizycznej. Lepsza sprawność fizyczna nie gwarantuje ani nie warunkuje lepszych korzyści. W przeciwieństwie do tego, doskonałe wyniki w nauce były raczej wyjątkiem u otyłych dzieci z niską sprawnością fizyczną.

Przejście na ławki szkolne

Badania pokazują, że tylko jedna czwarta dzieci i młodzieży przestrzega zaleceń światowych organizacji dotyczących ilości codziennej aktywności fizycznej.

Większość dzieci rusza się poza szkołą tylko raz w tygodniu, spędzając wolny czas głównie na siedzących zajęciach. Większość dzieci w wieku szkolnym nie jest zmęczona nadmiernym uprawianiem sportu lub aktywnym przemieszczaniem się z domu do szkoły. Zmęczenie ich komórek nerwowych w godzinach szkolnych wynika głównie z braku aktywności. Ich mózgi „przeciekają”.

Bardzo ważne dla dobrego samopoczucia dzieci jest umożliwienie im ruchu, zarówno spontanicznego, jak i zorganizowanego, nawet w godzinach szkolnych. Oprócz sprawności fizycznej, mineralizacji kości i zdrowia fizycznego, ruch ma również znaczący wpływ na zdrowie psychiczne – zwiększa poczucie własnej wartości, zmniejsza niepokój i pomaga radzić sobie ze stresem.

W sferze społecznej gry ruchowe rozwijają umiejętności współpracy, dyscypliny i odpowiedzialności. Dzisiejsza era cyfrowa wyraźnie pokazuje, że dzieci potrzebują o wiele więcej okazji do aktywności niż ich rówieśnicy trzydzieści lat temu, których rodzice nie przywozili ich do szkoły.

Prof. RNDr. Viktor Bielik, PhD.

• Wydział Wychowania Fizycznego i Sportu Uniwersytetu Karola w Bratysławie, od 2023 r. pełni funkcję dziekana.
• fizjolog sportu
• Bada mikrobiom jelitowy i metabolom oraz wdraża ruch fizyczny wśród pediatrycznych pacjentów z rakiem.
• promotor probiotycznego działania podpuszczki z mleka owczego