Bangun Otot Anda, Bangun Otak Anda

Tubuh dirancang untuk didorong, dan ketika kita mendorong tubuh kita, kita mendorong otak kita juga. Belajar dan memori berkembang seiring dengan fungsi motor yang memungkinkan leluhur kita melacak makanan. Sejauh menyangkut otak kita, jika kita tidak bergerak, tidak perlu belajar apa-apa.

Dalam meneliti olahraga dan gangguan perhatian defisit (ADHD atau ADD), kami telah belajar bahwa olahraga meningkatkan pembelajaran pada tiga tingkatan: Latihan ini mengoptimalkan pola pikir Anda, oleh meningkatkan kewaspadaan, perhatian, dan motivasi. Ini mempersiapkan dan mendorong sel-sel saraf untuk saling mengikat, yang merupakan dasar seluler untuk mempelajari informasi baru. Dan itu memacu perkembangan sel saraf baru dari sel punca di hippocampus, area otak yang terkait dengan memori dan pembelajaran.

Beberapa sekolah progresif telah bereksperimen dengan latihan untuk mencari tahu apakah berolahraga sebelum kelas meningkatkan kemampuan membaca anak dan kinerjanya di mata pelajaran lain. Tebak apa? Itu benar.

Kita tahu sekarang bahwa otak itu fleksibel, atau plastis, dalam bahasa neuroscientists - lebih banyak Play-Doh daripada porselen. Ini adalah organ yang dapat beradaptasi yang dapat dibentuk dengan input dengan cara yang sama seperti otot dapat diukir dengan mengangkat barbel. Semakin banyak Anda menggunakannya, semakin kuat dan fleksibel menjadi.

Jauh dari bawaan, seperti yang pernah dibayangkan para ilmuwan, itu Otak ADHD terus diperbarui. Saya di sini untuk mengajari Anda cara menjadi tukang listrik Anda sendiri.

[Bawa ke Luar! Mengobati ADHD dengan Latihan]

Latihan: Obat untuk Otak Anda?

Ini semua tentang komunikasi. Otak terdiri dari seratus miliar neuron dari berbagai jenis yang saling berbincang melalui ratusan bahan kimia yang berbeda, untuk mengatur pikiran dan tindakan kita. Setiap sel otak mungkin menerima input dari seratus ribu sel lainnya sebelum melepaskan sinyalnya sendiri. Persimpangan antara cabang sel adalah sinaps, dan ini adalah tempat karet bertemu jalan. Cara kerjanya adalah bahwa sinyal listrik menembak ke bawah akson, cabang keluar, sampai itu mencapai sinaps, di mana neurotransmitter membawa pesan melintasi celah sinaptik dalam bahan kimia bentuk. Di sisi lain, pada dendrit, atau cabang penerima, neurotransmitter dihubungkan ke reseptor - seperti kunci menjadi kunci - dan ini membuka saluran ion di membran sel untuk mengubah sinyal kembali menjadi listrik.

Sekitar 80 persen pensinyalan di otak dilakukan oleh dua neurotransmiter yang menyeimbangkan satu sama lain efek: Glutamat membangkitkan aktivitas untuk memulai kaskade pensinyalan, dan klem gamma aminobutyric acid (GABA) aktivitas. Ketika glutamat memberikan sinyal di antara dua neuron yang belum pernah diucapkan sebelumnya, aktivitas tersebut memacu pompa. Semakin sering koneksi diaktifkan, semakin kuat daya tariknya. Seperti kata pepatah, neuron yang menyala bersama saling bersatu. Yang membuat glutamat menjadi unsur penting dalam pembelajaran.

Psikiatri lebih fokus pada sekelompok neurotransmitter yang bertindak sebagai regulator - dari proses pensinyalan dan segala hal lain yang dilakukan otak. Ini adalah serotonin, norepinefrin, dan dopamin. Dan meskipun neuron yang menghasilkannya hanya satu persen dari seratus miliar sel otak, neurotransmiter ini memiliki pengaruh yang kuat. Mereka mungkin memerintahkan neuron untuk membuat lebih banyak glutamat, atau mereka mungkin membuat neuron lebih efisien atau mengubah sensitivitas reseptornya. Mereka dapat menurunkan "noise" di otak, atau, sebaliknya, memperkuat sinyal-sinyal itu.

Saya memberi tahu orang-orang bahwa lari adalah seperti mengambil sedikit Prozac dan sedikit Ritalin karena, seperti obat-obatan, olahraga meningkatkan neurotransmiter ini. Ini adalah metafora yang berguna untuk menyampaikan maksudnya, tetapi penjelasan yang lebih dalam adalah bahwa olahraga menyeimbangkan neurotransmitter - bersama dengan sisa neurokimia di otak.

[Olahraga dan Tidur: Terapi Otak Lebih Baik dari Kebutuhan Anak Anda]

Bagaimana Otak Mempelajari dan Menciptakan Kenangan

Sama pentingnya dengan neurotransmiter, ada kelas lain dari molekul master yang, selama 15 tahun terakhir, telah secara dramatis mengubah pemahaman kita tentang koneksi di otak. Saya berbicara tentang keluarga protein yang disebut sebagai "faktor," yang paling menonjol di antaranya adalah faktor neurotropik yang diturunkan dari otak (BDNF). Sedangkan neurotransmiter melakukan pensinyalan, neurotrofin, seperti BDNF, membangun dan memelihara infrastruktur itu sendiri.

Setelah menjadi jelas bagi para peneliti bahwa BDNF hadir di hippocampus, area otak terkait dengan memori dan pembelajaran, mereka berangkat untuk menguji apakah itu merupakan bahan yang diperlukan di Internet proses. Belajar membutuhkan penguatan afinitas antar neuron melalui mekanisme dinamis yang disebut potensiasi jangka panjang (LTP). Ketika otak dipanggil untuk menerima informasi, permintaan itu secara alami menyebabkan aktivitas antar neuron. Semakin banyak aktivitas, semakin kuat daya tariknya, dan semakin mudah bagi sinyal untuk menyala dan membuat koneksi.

Katakanlah Anda sedang belajar kata Prancis. Pertama kali Anda mendengarnya, sel-sel saraf yang direkrut untuk rangkaian baru menembakkan sinyal glutamat satu sama lain. Jika Anda tidak pernah mempraktikkan kata itu lagi, daya tarik antara sinapsis yang terlibat berkurang, melemahkan sinyal. Kamu lupa.

Penemuan yang mengejutkan para peneliti ingatan - dan mendapat bagian ilmu saraf dari Universitas Columbia Eric Kandel Hadiah Nobel 2000 - adalah pengaktifan berulang-ulang, atau latihan, menyebabkan sinapsis membengkak dan menjadi lebih kuat koneksi. Neuron seperti pohon yang, bukannya daun, memiliki sinapsis di sepanjang cabang dendritiknya. Akhirnya cabang-cabang baru tumbuh, menyediakan lebih banyak sinapsis untuk semakin memantapkan koneksi. Perubahan ini disebut plastisitas sinaptik, yang merupakan tempat BDNF menjadi pusat perhatian.

Awalnya, para peneliti menemukan bahwa jika mereka menaburkan BDNF ke neuron dalam cawan petri, sel-sel secara otomatis tumbuh cabang baru, menghasilkan pertumbuhan struktural yang sama yang diperlukan untuk belajar. Saya menyebut BDNF Miracle-Gro untuk otak. BDNF juga mengikat reseptor di sinaps, melepaskan aliran ion untuk meningkatkan tegangan dan segera meningkatkan kekuatan sinyal. Di dalam sel, BDNF mengaktifkan gen yang membutuhkan produksi lebih banyak BDNF, serta serotonin dan protein yang membangun sinapsis. BDNF mengarahkan lalu lintas dan merekayasa jalan, juga. Secara keseluruhan, itu meningkatkan fungsi neuron, mendorong pertumbuhan mereka, dan memperkuat dan melindunginya terhadap proses alami kematian sel

Semakin Banyak Latihan Tubuh Anda, Semakin Baik Fungsi Otak Anda

Jadi bagaimana otak meningkatkan pasokan BDNF? Olahraga. Pada tahun 1995, saya melakukan penelitian untuk buku saya, Panduan Pengguna untuk Otak, ketika saya menemukan artikel satu halaman di jurnal Alam tentang olahraga dan BDNF pada tikus. Hampir tidak ada lebih dari satu kolom teks, namun dikatakan semuanya. Menurut penulis penelitian, Carl Cotman, direktur Institut Penuaan Otak dan Demensia di University of California-Irvine, olahraga tampaknya meningkatkan Miracle-Gro, atau BDNF, di seluruh otak.

Dengan menunjukkan bahwa olahraga memicu molekul utama dari proses pembelajaran, BDNF, Cotman menemukan hubungan biologis antara gerakan dan fungsi kognitif. Dia melakukan percobaan untuk mengukur kadar BDNF di otak tikus yang berhasil.

Tidak seperti manusia, tikus tampaknya menikmati aktivitas fisik, dan tikus Cotman berlari beberapa kilometer semalam. Ketika otak mereka disuntikkan dengan molekul yang berikatan dengan BDNF dan dipindai, tidak hanya pemindaian menjalankan tikus menunjukkan peningkatan BDNF dibandingkan kontrol, tetapi semakin jauh masing-masing mouse berlari, semakin tinggi levelnya adalah.

Ketika cerita-cerita BDNF dan latihan berkembang bersama, menjadi jelas bahwa molekul itu tidak penting hanya untuk kelangsungan hidup neuron tetapi juga untuk pertumbuhannya (menumbuhkan cabang baru) dan, dengan demikian, untuk belajar. Cotman menunjukkan itu Olahraga membantu otak belajar.

“Salah satu fitur utama dari olahraga, yang kadang-kadang tidak dihargai dalam studi, adalah peningkatan dalam tingkat pembelajaran, dan saya pikir itu adalah pesan yang bisa dibawa pulang,” kata Cotman. "Karena itu menunjukkan bahwa, jika Anda dalam kondisi yang baik, Anda mungkin dapat belajar dan berfungsi lebih efisien."

Memang, dalam penelitian 2007, peneliti Jerman menemukan bahwa orang belajar kata-kata kosa kata 20 persen lebih cepat mengikuti latihan daripada yang mereka lakukan sebelum latihan, dan bahwa tingkat belajar berkorelasi langsung dengan level dari BDNF. Bersamaan dengan itu, orang-orang dengan variasi gen yang merampas mereka dari tingkat BDNF yang cukup lebih cenderung memiliki kekurangan belajar. Tanpa apa yang disebut Miracle-Gro, otak menutup diri terhadap dunia.

Yang tidak mengatakan bahwa lari akan mengubah Anda menjadi jenius. "Anda tidak bisa hanya menyuntikkan BDNF dan menjadi lebih pintar," kata Cotman. “Dengan belajar, Anda harus merespons sesuatu dengan cara yang berbeda. Tetapi sesuatu itu harus ada di sana. ”Dan tanpa pertanyaan, apa artinya itu penting.

Menemukan Kekuatan untuk Mengubah Otak Anda

Para ilmuwan kembali ke Ramón y Cajal - yang memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 1906 karena mengusulkan bahwa sistem saraf pusat terdiri dari neuron individu yang berkomunikasi dengan apa yang disebutnya "persimpangan terpolarisasi" - berteori bahwa pembelajaran melibatkan perubahan di sinapsis. Terlepas dari penghargaan itu, sebagian besar ilmuwan tidak membelinya. Butuh psikolog Donald Hebb untuk menemukan bukti pertama.

Aturan lab longgar pada masa itu, dan, tampaknya, Hebb berpikir akan baik-baik saja jika ia membawa pulang beberapa tikus lab sebagai hewan peliharaan sementara untuk anak-anaknya. Pengaturan itu ternyata saling menguntungkan: Ketika dia mengembalikan tikus-tikus itu ke laboratorium, Hebb memperhatikan bahwa, dibandingkan dengan rekan-rekan mereka yang terikat kandang, mereka unggul dalam tes pembelajaran. Pengalaman novel yang ditangani dan dipermainkan entah bagaimana meningkatkan kemampuan belajar mereka, yang menurut Hebb berarti bahwa itu mengubah otak mereka. Dalam buku 1949-nya yang terkenal, Organisasi Perilaku: A Neuropsychological Theory, ia menggambarkan fenomena itu sebagai “plastisitas yang bergantung pada penggunaan.” Teorinya adalah bahwa sinapsis mengatur ulang diri mereka sendiri di bawah stimulasi pembelajaran.

Pekerjaan Hebb berhubungan dengan olahraga karena aktivitas fisik dianggap sebagai pengalaman baru, setidaknya sejauh yang berkaitan dengan otak. Pada 1960-an, sekelompok psikolog di Berkeley meresmikan model eksperimental yang disebut "pengayaan lingkungan" sebagai cara untuk menguji plastisitas yang bergantung pada penggunaan. Daripada membawa pulang tikus, para peneliti melengkapi kandang mereka dengan mainan, rintangan, makanan tersembunyi, dan roda berlari. Mereka juga mengelompokkan hewan-hewan itu bersama, sehingga mereka bisa bersosialisasi dan bermain.

Namun, itu bukan kedamaian dan cinta, dan akhirnya otak tikus dibedah. Hidup di lingkungan dengan rangsangan sensorik dan sosial lebih banyak, tes laboratorium menunjukkan, mengubah struktur dan fungsi otak. Tikus-tikus itu bernasib lebih baik dalam tugas-tugas belajar, dan otak mereka lebih berat dibandingkan dengan mereka yang ditampung sendirian di kandang kosong.

Dalam studi seminal, pada awal 1970-an, ilmuwan saraf William Greenough menggunakan mikroskop elektron untuk menunjukkan bahwa pengayaan lingkungan membuat neuron menumbuhkan dendrit baru. Percabangan yang disebabkan oleh stimulasi lingkungan dari pembelajaran, olahraga, dan kontak sosial menyebabkan sinapsis untuk membentuk lebih banyak koneksi, dan koneksi tersebut memiliki selubung mielin yang lebih tebal.

Sekarang kita tahu bahwa pertumbuhan seperti itu membutuhkan BDNF. Renovasi sinapsis ini memiliki dampak besar pada kapasitas sirkuit untuk memproses informasi, yang merupakan kabar baik. Artinya adalah bahwa Anda memiliki kekuatan untuk mengubah otak Anda. Yang harus Anda lakukan hanyalah merapikan sepatu lari Anda.

Cara Menumbuhkan dan Memelihara Neuron Baru

Untuk bagian yang lebih baik dari abad ke-20, dogma ilmiah berpendapat bahwa otak telah tertanam setelah sepenuhnya berkembang di masa remaja - artinya kita dilahirkan dengan semua neuron yang akan kita tuju Dapatkan. Kita hanya bisa kehilangan neuron seiring berjalannya hidup.

Tebak apa? Neuron tumbuh kembali - oleh ribuan - melalui proses yang disebut neurogenesis. Mereka membelah dan menyebar seperti sel-sel di seluruh tubuh. Neuron terlahir sebagai sel punca kosong, dan mereka melalui proses perkembangan di mana mereka perlu menemukan sesuatu untuk dilakukan agar dapat bertahan hidup. Sebagian besar dari mereka tidak. Diperlukan sekitar 28 hari untuk sel yang baru lahir untuk terhubung ke jaringan. Jika kita tidak menggunakan neuron yang baru lahir, kita kehilangan mereka. Latihan memunculkan neuron, dan pengayaan lingkungan membantu sel-sel tersebut bertahan hidup.

Hubungan solid pertama antara neurogenesis dan pembelajaran berasal dari Fred Gage, seorang ilmuwan saraf dari Salk Institute, dan rekannya Henriette van Praag. Mereka menggunakan kolam berukuran tikus yang diisi dengan air buram untuk menyembunyikan platform tepat di bawah permukaan dalam satu kuadran. Tikus tidak suka air, jadi percobaan ini dirancang untuk menguji seberapa baik mereka mengingat, dari berenang sebelumnya, lokasi peron - rute pelarian mereka. Ketika membandingkan tikus tidak aktif dengan tikus lain yang menabrak roda lari selama empat kilometer semalam, hasilnya menunjukkan bahwa pelari ingat di mana menemukan keselamatan lebih cepat. Yang menetap bergerak-gerak sebelum mencari tahu.

Ketika tikus dibedah, tikus aktif memiliki dua kali lebih banyak sel induk di hippocampus daripada yang tidak aktif. Berbicara secara umum tentang apa yang mereka temukan, Gage mengatakan: “Ada korelasi yang signifikan antara jumlah sel dan kemampuan [tikus] untuk melakukan tugas yang kompleks. Dan jika Anda memblokir neurogenesis, tikus tidak dapat mengingat informasi. "

Meskipun semua penelitian ini telah dilakukan pada hewan pengerat, Anda dapat melihat bagaimana ini berhubungan dengan sekolah progresif yang melatih siswa sebelum kelas dimulai: Kelas olahraga menyediakan otak dengan alat yang tepat untuk belajar, dan stimulasi di kelas anak-anak mendorong sel-sel yang baru berkembang untuk terhubung ke jaringan, di mana mereka menjadi anggota berharga dari pensinyalan masyarakat. Neuron diberi misi. Dan tampaknya sel-sel yang muncul selama latihan lebih siap untuk memicu proses ini.

Ada yang lari?

[Unduh Gratis: Panduan Anda untuk Pengobatan Alternatif ADHD]

John Ratey, M.D., adalah anggota ADDitude Panel Tinjauan Medis ADHD.

---

Latihan Cerdas untuk Meningkatkan Otak ADHD

• Lakukan aktivitas aerobik secara teratur - jogging, mengendarai sepeda, bermain olahraga yang melibatkan berlari atau berlari. Latihan aerobik meningkatkan neurotransmiter, menciptakan pembuluh darah baru yang menyalurkan faktor pertumbuhan, dan memunculkan sel-sel baru di otak. Satu studi kecil, tetapi sehat secara ilmiah, dari Jepang menemukan itu jogging 30 menit hanya dua atau tiga kali seminggu selama 12 minggu meningkatkan fungsi eksekutif.

• Lakukan aktivitas keterampilan, juga - panjat tebing, yoga, karate, Pilates, senam, skating tokoh. Kegiatan kompleks memperkuat dan memperluas jaringan otak. Semakin kompleks gerakannya, semakin kompleks koneksi sinaptiknya. Bonus: Jaringan baru yang lebih kuat ini direkrut untuk membantu Anda berpikir dan belajar.

• Lebih baik lagi, lakukan aktivitas yang menggabungkan aktivitas aerobik dengan aktivitas keterampilan. Tenis adalah contoh yang bagus - tenis dikenakan pajak pada sistem kardiovaskular dan otak.

• Praktikkan kegiatan keterampilan di mana Anda dipasangkan dengan orang lain - belajar tango atau waltz, misalnya, atau berpagar. Anda sedang belajar gerakan baru dan juga harus menyesuaikan diri dengan gerakan pasangan Anda, menempatkan tuntutan lebih lanjut pada perhatian dan penilaian Anda. Ini secara eksponensial meningkatkan kerumitan aktivitas, yang memperkuat infrastruktur otak. Tambahkan aspek kesenangan dan sosial dari aktivitas, dan Anda mengaktifkan otak dan otot di seluruh sistem.

---

Dikutip dari Percikan, oleh JOHN J. RATEY, M.D., dan Eric Hagerman. Hak Cipta © 2008 oleh John J. Ratey, M.D. Dicetak ulang atas izin Little, Brown and Company, New York, N.Y. Semua hak dilindungi undang-undang.

Diperbarui pada 19 Juni 2019