Недавним утром в пригороде Бостона в Натике залы средней школы Уилсона гудели с ожиданием поездки. Учитель восьмого класса Майк Хилл, нежный гигант одного человека, сел на 18 визгов, смеялся детей в шлемах и вышел.
«Эй, ты можешь подписать всех?» - спросил Хилл один мальчик, который послушно проверял имена из списка.
Дети ходили по парку красных специализированных горных велосипедов на стоянку. Туманный дождь ослабил утренний свет. Я нашел запасной велосипед и пел на Хилл. «Последняя поездка», - сказал он. «Я собираюсь пропустить это».
Хотя это может и не выглядеть, эта автостоянка находится на переднем крае науки о мозге. Студенты Хилла были добровольцами в новом исследовании, изучающем связи между верховой ездой, поведением и функцией мозга. Линдсей Шоу и Алекс Торнтон, исследователи, связанные с профессором Гарварда Джоном Чари, тестировали детей, чтобы узнать, улучшает ли их способность учиться до школы. Сбор данных Шоу и Торнтона может показать, как электрические функции мозга реагируют на регулярную дозу упражнений. Исследователи особенно заинтересованы в эффектах езды на велосипеде у детей с гиперактивным расстройством с дефицитом внимания (ADHD). Люди, страдающие СДВГ, испытывают трудности с сосредоточением и контролем своего поведения, и трескаются от необузданной энергии. Расстройство происходит у 3 - 5 процентов детей дошкольного и школьного возраста, говорит Национальный институт психического здоровья (NIMH).
«Некоторые недавние исследования показывают, что мозг обрабатывает информацию более эффективно после тренировки», - объяснил Шоу ранее. Одно исследование, в котором измерялось нейронное функционирование детей с диагнозом СДВГ после тренировки, показало, что их мозг больше похож на мозг детей, у которых не было расстройства. «Упражнение, казалось, обеспечивало когнитивный импульс», - сказала она.
Исследователи протестировали учеников Уилсона до четырехнедельной программы. После этой заключительной сессии они проведут их снова, чтобы увидеть, есть ли существенные изменения в их когнитивном функционировании. Исследователи также предприняли две «острые» меры в середине программы, проверяя электрические токи в мозгу детей непосредственно перед и после утренней езды. Другая группа седьмого и восьмого классов в городе в средней школе Кеннеди начнет программу завтра. Ratey, Шоу и Торнтон ожидают опубликовать результаты в начале 2013 года.
Вернувшись в Уилсон, Майк Хилл захлопнул ремень шлема. «Слушайте!» - сказал он детям. «Это наша последняя поездка. Мне было очень весело. Надеюсь, вам тоже было весело. Когда вы вернетесь сегодня, возьмите с собой свой шлем. Те, что ты держишь.
Звуки изумления и восторга от детей.
В одном тесте ученики, носящие колпачок для плавания EEG, нажимают кнопку, когда одно и то же изображение дважды мигает на экране. Они делают это до и после четырехнедельной программы верховой езды. (Саймон Данн)
«Хорошо, - сказал Хилл. «Давай рок-н-ролл!»
Хилл взлетел, ведя пелотон средней школы в лиственные окрестности Натика. Я тяжело пел, чтобы не отставать.
ИССЛЕДОВАНИЕ В НАТИКЕ - редкий случай изучения когнитивной теории в реальном мире. Это также новаторское усилие в мире велоспорта.
Три года назад я написал историю в о национально-конкурентном юниорском велосипедисте по имени Адам Лейбовиц. (Вы можете прочитать эту пьесу из номера в ноябре 2009 года.) Адам, которому 18 лет, был диагностирован с СДВГ в первом классе. Пробовав обычно назначенный стимулятор Риталин, он бросил наркотик в старшей школе и переключился на устойчивый режим верховой езды, чтобы контролировать свой СДВГ. Статья была озаглавлена «Riding Is My Ritalin», потому что именно так Лейбовиц использовал свою ежедневную тренировочную дозу.
Одним из удивительных аспектов моей отчетности было обнаружение того, как мало исследований было сделано о последствиях упражнений для развивающихся мозгов детей - любых детей, не говоря уже о тех, у кого СДВГ. Оценивая, адъюнкт-профессор психиатрии Гарвардской медицинской школы, казалась одиноким голосом в пустыне, когда он написал свою книгу « Искра: революционная новая наука о физических упражнениях и мозге».«Отношения между едой, физической активностью и обучением жестко привязаны к схеме мозга», - писал он. Упражнение "оказывает глубокое влияние на когнитивные способности и психическое здоровье. Это просто одно из лучших методов лечения у большинства психиатрических проблем ».
Несмотря на работу Райти, исследования упражнений по-прежнему трудно найти, потому что их сложно финансировать. Причина была проста. Упражнение не было лекарством, которое фармацевтические компании могли продать.
Это начинает меняться. На Morgan Hill, штат Калифорния, штаб-квартира специализированных компонентов для велосипедов, рассказ Лейбовица привлек внимание основателя Майка Синярда. «У меня СДВГ, и так много людей, которые ездят часами и часами», - сказал он мне. «Как гонщики, мы знаем, что это влияет на мозг. Дело не только в том, чтобы быть физически активным. Там есть дзен-подобная медитация к вращению педалей, почти как буддийское пение ».
Синярд назвал Чари и спросил, как Специалист может внести свой вклад в дело. Работая с Саймоном Данном, руководителем глобальной велосипедной пропаганды, Курти организовал исследование в школах около Бостона. «Велоспорт является естественным для работы, которую мы делаем, - сказала Райти. «Это здорово, дети становятся на улице, и он получает сердечный ритм».
Помимо преподавателей физкультуры, велосипедисты являются крупнейшими сторонниками Ratey. Трехкратный чемпион Тур де Франс Грег Лемонд является одним из самых видных болельщиков Райти. ЛеМонд говорил в прошлом о своих проблемах, сосредоточенных в детстве, и о том, как велоспорт помог ему преодолеть их.
У Ratey уже была команда исследователей по делам мужа и жены. Линдсей Шоу - спортивный психолог, который работал как с профессиональными спортсменами в своей частной практике, так и с детьми, бросившими вызов, в клинику в Торонто. Алекс Торнтон преподавал среднюю и среднюю школу в течение семи лет, прежде чем получить степень кандидата педагогических наук.
Торнтон давно считал, что учителя должны знать, как мозг учится. «Все это исследование, вся эта информация доступна, и никто не удосуживается получить ее у учителей», - сказал он мне. Два года назад Торнтон прочитал Спарка, связался с Райти и сказал ему: ты написал эту книгу. Пойдем в классные комнаты. С тех пор он и Шоу были в постоянном движении, проводя исследования и проводили семинары по профессиональному развитию по фитнесу-мозгу.
Волонтеры средней школы Кеннеди в исследовании мозга и исследования также получают более умное отношение к навигации в Натике. (Джаред Лидс)
Курча, Шоу и Торнтон обратились к начальнику государственных школ штата Натти Питеру Санчиони с идеей исследования. Санчиони уже был большим сторонником связи между упражнениями и познавательными способностями. Он видел это в действии. Около четырех лет назад Кэтлин Тулли, мать ученика начальной школы Natick, была вдохновлена Спарком, чтобы начать программу фитнеса дошкольного возраста, проводимую родителями-добровольцами. Программа быстро завоевала внимание средств массовой информации и распространилась по всей стране. Сегодня программа Tullie, названная «Build Our Kids» Success, получает финансирование от Фонда Reebok и расширилась до двух десятков школ по всей территории Соединенных Штатов.
Впечатленный успехом Тулли, Санчиони настаивал на добавлении дополнительного фитнес-компонента в учебную программу средней школы округа. Когда Средняя школа Натика Кеннеди заменила плавающий «дополнительный академический» период класса с высокоинтенсивным фитнес-классом, который преподавал Ноэль Виге, бывший тренер по обучению и обучению в Бостонском университете, «учителя говорили нам, что они могут видеть разницу», - сказал Санчиони. «Эти дети пришли из этого фитнес-периода в цель, готовые учиться».
Шоу и Торнтон попросили разрешения создать свое исследование в двух средних школах Натика. Санчиони согласился. Специализированный затем отправил тридцать 400 долларов на хард-рок байки на велосипеды Лэндри в городе, где механики собрали их и отправили на Майк-Хилл.
В верхней части долгого нежного подъема Хилл остановил свою линейку гонщиков, чтобы выполнить проверку данных. «Каков ваш сердечный ритм?» - сказал он.
Один ребенок позвал: «Девяносто четыре!»
«Девяносто четыре?» - сказал Хилл. «Проверьте это снова. Если вы в 94, вы мертвы.
Выходят другие цифры. Один девяносто-одна. Один семьдесят-семь.
Хилл повернулся к одному из детей. «Ушла, Мэтт?»
«Один-двадцать восемь.»
«Ох, ты меня заболел». Дети усмехнулись.
Когда они двигались по маршруту, Хилл покачал головой. «Мэтт потрясающий, - сказал он. «Ребенок может педали в гору весь день, частота сердечных сокращений никогда не превышает 130».
Это большая часть программы. Вместо того, чтобы пытаться выиграть гонку, дети сосредоточены на поиске и поддержании своего идеального сердечного ритма. Для некоторых это будет в 170-х, для других это 120-е. «Мы хотим, чтобы они сохранили этот сердечный ритм от 65 до 85 процентов от максимального», - сказал Ноэль Виг, теперь учитель фитнеса Кеннеди. «Это будет выглядеть по-другому на каждого ребенка».
В конце поездки дети записывали максимальную скорость и среднюю частоту сердечных сокращений перед тем, как отправиться в класс. «Не забудь взять свой шлем!» - крикнул Хилл.
Когда последний ребенок сбежал, Хилл закрыл связующее данные и размышлял о месячном эксперименте. «У меня есть интерес ко всему, что улучшит производительность и поведение детей в классе», - сказал он мне. «И я знаю, что это упражнение. У меня нет эмпирических данных, таких как (Шоу и Торнтон), но я это видел. Дети приходят после велосипедной поездки, они лучше в классе ».
Спустя несколько часов через город в средней школе Кеннеди Шоу и Торнтон создали оборудование, предназначенное для захвата этих эмпирических данных. Когда ученики Уилсона закончили свою четырехнедельную программу, ученики Кеннеди собирались начать свой собственный.
«У нас есть несколько детей, которым нам по-прежнему нужны базовые данные, - сказала Шоу, откалибровав монитор баланса.
В соседней комнате Торнтон установил плавки EEG на головах двух молодых добровольцев. Шапки измеряли их электрические импульсы мозга, поскольку они выполняли ряд когнитивных задач. «Посмотри на это минуту, - сказал Торнтон. На экране компьютера мелькнули изображения животных. Студентам, увенчанным ЭЭГ, было предложено нажать кнопку, когда одно и то же изображение дважды вспыхнуло. «Это невероятно скучно», - сказал он. «Это должно быть так». Эта программа подтолкнула внимание студента к его разрыву, сказал он. Когда они начинают пропускать двойные изображения, вы знаете, что они теряют фокус. «Мы проверим их снова в конце четырехнедельного периода езды», - объяснил Торнтон, чтобы узнать, изменилось ли их внимание.
В средней школе Уилсона в Натике, штат Массачусетс, первой школе, участвующей в исследовании мозга, графический фокус ниже - все о сером веществе выше. (Саймон Данн)
Часть ADHD их исследований приходит в то время, когда родители и медицинские работники все чаще ищут альтернативы традиционной лекарственной терапии. Недавно завершившееся 10-летнее исследование детей с СДВГ, проведенное NIMH, показало, что медикаментозное лечение часто помогает детям с ограниченными возможностями внимания в краткосрочной перспективе (от одного до двух лет), но эти преимущества уменьшаются с течением времени. «Причины такого снижения расследуются, - заявили представители NIMH, - но они все же указывают на необходимость альтернативных методов лечения».
В то же время исследования, опубликованные Чарльзом Хиллманом из лаборатории нейрокогнитивной кинезиологии в Университете штата Иллинойс, Урбана-Шампейн, один из ведущих мировых центров исследований в области физических упражнений и мозга, продолжают поддерживать заявки Ratey. В одном из опубликованных в 2011 году в журнале «Биологическая психология» исследователи лаборатории использовали сканирование мозга, чтобы посмотреть на уровни когнитивного контроля среди детей девяти и десятилетних детей. (Когнитивный контроль влияет на такие вещи, как сосредоточение внимания, гибкое мышление, контроль несоответствующих ответов и поддержание информационных способностей, имеющих решающее значение для производительности в математике и чтении.) Результат: дети с более высоким уровнем пригодности активировали больше областей мозга, ответственных за когнитивный контроль, чем дети с более низкими уровнями, и завершил испытание с большей точностью.
Разумеется, вопрос, который задают эти результаты, заключается в том, является ли упражнение причиной или корреляцией. Подходит ли фитнес для умственных способностей детей или умнее детей, просто поднятых в условиях, которые поддерживают большую физическую и интеллектуальную пригодность? Это один из вопросов, которые Линдсей Шоу и Алекс Торнтон надеются, что их исследования ответят.
ЧТО О АДАМ Лейбовиц, пионерский велосипедист, который отказался от своего Риталина для верховой езды? Будучи студентом в Марианском университете в Индианаполисе, он выиграл мужской дивизион 1-го критерия и возглавил свой отряд на командный чемпионат по отбору на чемпионате США 2011 года по велоспорту. Сегодня, в 21 году, он профессионально тренируется в команде Chipotle-First Solar, команде разработчиков под-23 для команды Garmin-Sharp-Barracuda, которой управляет группа Slipstream Sports Джонатана Вотерса.
Все изменилось и в мире Джона Скайки. Пять лет назад, когда он написал « Спарк», Чарилли в значительной степени полагался на данные лаборатории Хиллмана и реальный пример Naperville, штат Иллинойс, где школьный округ ввел радикальную новую программу фитнеса. Он много писал о Напервилле в основном потому, что немногие другие школы имели мужество попробовать инициативу.
Электронная почта Ratey теперь регулярно звонит с просьбами от учителей и районных администраторов, которые ищут информацию о соединении с обучением. «Это действительно начинает взрываться», - сказал он мне недавно. В то время он был между сессиями на образовательной конференции в Новой Шотландии. Он отправился туда на встречу учителей в городе Дартмут и семинар учителей PE в Ярмуте; затем на конференцию кардиологов в Торонто; затем в Калгари, Альберта, поговорить с учителями и начальником полиции города. «Он видит, что это упражнение является возможным способом помощи в борьбе с преступностью среди несовершеннолетних», - сказала Курси.
Возрастающее количество научных доказательств поддерживает его. В одном недавнем исследовании было установлено, что низкий уровень физической формы связан с снижением структуры и функции мозга, когнитивных способностей и академических достижений. Напротив, исследования Чарльза Хиллмана показали, что один сеанс упражнений (20 минут на беговой дорожке при 60 процентах максимальной частоты сердечных сокращений) может «заряжать» нейро-электрические работы мозга и приводить к более высоким уровням когнитивного функционирования.
Кеннеди »ученик средней школы и исследовательский волонтер Кайл Кнапп педалями по листовым улицам Натика. (Джаред Лидс)
Революция Нейпервилла медленно распространяется. В Чарльстоне, штат Южная Каролина, районный спортивный директор Дейв Сперлок работал с консультантом Жаном Блейдесом Мадиганом и местной фитнес-компанией Kidsfit, чтобы развить комнаты для мозгов - классные комнаты, где преподаватели могут инструктировать, в то время как учащиеся педали на стационарных велосипедах или тренируются на беговых дорожках или эллиптических устройствах. Charleston не является богатым районом, поэтому Kidsfit создал первую комнату бесплатно в школе. «Когда дети двигаются, они более сосредоточены, - сказал мне Сперлок. «Нейрохимикаты, необходимые для обучения, создаются именно там. И дети всегда кажутся счастливыми ».
СРЕДНИЕ ШКОЛЫ НАТИКИ также стали форпостом революции искры. В некотором смысле, Кеннеди не идеальное блюдо Петри для исследования Шоу и Торнтона, потому что ученики не начинают с нуля. У Кеннеди уже есть одна из самых прогрессивных программ упражнений нации.
«Вся философия нашей школы изменилась за последние несколько лет», - сказал мне главный Розмари Викери. «Когда мы начали наш фитнес-класс четыре года назад, мы по-разному отслеживали детей в этом классе. И учителя сказали: «Эй, в этих детях есть что-то. Они всегда на месте. Поэтому мы знали, что это работает для нас ».
Наряду с занятиями в школе были предложены несколько шаров стабильности, которые студенты могли использовать в качестве стульев, и в этом году администрация добавила вращающиеся велосипеды для этой же цели. «Вы видели наши видеоролики о фитнесе?» - сказала Викери. Это самая последняя вещь в школьной фитнесе: запись коротких двухминутных настольных занятий, которые учителя (и любой) могут получить через YouTube. «Тебе нужно попробовать».
Вскоре после того, как я появился в классе математики Бретани Маршалла в шестом классе. «Ладно, ребята, мы собираемся сделать перерыв в фитнесе!» - объявил Маршалл. Они оттолкнули свои стулья и встали, пока учитель рассказал это видео на YouTube. На экране, преподаватель Кеннеди по физике Дэви Лит привел детей в серию быстрых, быстрых аэробных упражнений. То, что сделало двухминутный клип блестящим, было прямым смехом Лита, прыгающим и прыгающим на танцы «Ависии и Себастьен барабаны» в хит-параде «Мои чувства для тебя». Подпрыгивая вместе с Литом, было четыре не-преподавателя, которые, в меру своих способностей. Детям это нравилось. Они хихикали на своих учителей в смешных положениях - всегда увлечение толпой средних школ, одновременно имитируя упражнения.
К концу этих двух минут у Маршалла был класс, полный свежих детей, многие из которых были загружены, чтобы подавить некоторые проблемы.
ПАР через несколько недель после моего визита в Натик я проверил обратно с Шоу и Торнтоном. Дети Кеннеди ездят каждый день, и исследователи начинают сортировать данные студентов из Уилсона.
«Мы все еще должны проверить на удержание с учениками Уилсона, - сказал Шоу. Другими словами: У детей сохраняются преимущества езды на велосипеде после одного месяца, когда они не ездят до школы? «Это может быть общий эффект снижения», - сказала она. «Мы просто не знаем».
Независимо от результатов исследования, Синярд Specialized был убежден, что Шоу и Торнтон вообще занимались исследованиями.
«У меня было это безумное видение некоторое время назад», - сказал он. «Если это исследование подтвердит то, что мы считаем правдивым в отношении преимуществ верховой езды, может быть, мы должны собрать макет телевизионного пятна, например, те, которые предназначены для медикаментов, которые показывают людям все счастливые, но должны перечислять возможные побочные эффекты:« Это может вызвать головокружение или сделать ваши волосы выпавшими ». Мы могли бы показать мальчика на велосипеде, действительно улыбаться и заниматься, а затем перечислять побочные эффекты: «Ваши дети могут развивать отличные спортивные способности и анаэробные способности. Они могут также проявлять признаки счастья ».
Одной из наиболее важных целей было то, что Шоу и Торнтон оказались наиболее простыми в составлении: посещаемости. Велосипед может быть идеальным упражнением по наращиванию мозга - своего рода когнитивным суперпродуктом - не только из-за требуемой энергии и баланса, но и потому, что это весело. Поэтому дети с большей вероятностью это сделают. Из 23 детей, зарегистрировавшихся в Уилсоне, осталось только два, потому что им это не понравилось. Трое других с трудом добирались до школы рано. «Дети в программе у Уилсона, многие из них подшучивают, что все кончено, - сказал Шоу.
Это может быть и не конец этого. Воодушевленные ответом в Уилсоне, сотрудники школы Natick подали заявку на получение грантовых денег для оплаты велосипедов, шлемов и велосипедного тренера. «Мы увидели в новой школе, что, когда мы даем им возможность заниматься спортом, дети готовы работать с нами», - сказал суперинтендант Питер Санчиони. «Теперь нам нужно работать с ними».