Fysisk aktivitet, læring og trivsel

Kandidatspeciale i Pædagogisk Psykologi ved Danmarks Pædagogiske Universitetsskole af Brian Skånning Jacobsen bj1213499 Fysisk aktivitet, læring og trivsel Undersøgelser af sammenhænge mellem fysisk aktivitet, læring og trivsel i den danske folkeskole Speciale uden mundtligt forsvar. Vejleder: Grethe Kragh-Müller. Eksamenstermin, sommer 2010.

INDHOLDSFORTEGNELSE English summary 3 1. Indledning 5 1.2. Problemformulering 6 1.3. Specialets opbygning og afgrænsning 6 1.4. Begrebsafklaring 7 2. Hjernen, fysisk aktivitet, læring og trivsel 9 2.1. Menneskehjernen 9 2.2. Neurofysiologi og hjerneaktivitet ved fysisk aktivitet 14 2.3. Optimering af hjernecellerne 17 2.4. Motion øger hjernens plasticitet 19 2.5. Motion og grundlæggende forudsætninger for læring/udvikling 21 2.5.1. Hjerne-krop forbindelsen 21 2.5.2. Kropsligt forankrede læreprocesser 23 2.6. Motion, krop, læring og mentale tilstande 27 2.6.1. Motion, sundhed, trivsel, livsglæde, livskvalitet og socialt samvær 27 2.6.2. Effekt af fysisk aktivitet på børn og unge inden for specialområdet 31 2.6.3. Mere fysisk aktiv - mindre syg 32 2.7. Opsamling og afrunding af teoriafsnit 35 3. Undersøgelser af fysisk aktivitets påvirkning af hjerne/krop, læring og den generelle trivsel 37 3.1. Undersøgelser af neurotransmitteres betydning for hjerneaktiviteten 37 3.2. Progenitorceller i hippocampus 38 3.3. Sammenhæng mellem kondition og intelligens 39 3.4. Projekter og undersøgelser af fysisk aktivitets indvirkning på børn og unges læring og trivsel inden for skoleområdet 40 3.4.1. Undersøgelser på danske skoler 40 3.4.2. Undersøgelser på udenlandske skoler 42 3.5. Opsamling og afrunding af undersøgelser 50 4. KULT-projekter 51 4.1. Baggrunden for KULT-projekterne 51 4.2. Psykologiske og pædagogiske undersøgelsesmetoder 52 4.3. Deltagerne og indholdet i KULT-projekterne 55 4.4. Morgenmotionsaktiviteterne 58 5. KULT-projektets undersøgelser 59 5.1. Matematikprøverne på 1., 4. og 7. årgang 59 5.1.1. Data fra matematikprøverne på 1. årgang før og efter 3 ugers morgen-motionsaktiviteter 60 5.1.2. Data fra matematikprøverne på 4. årgang før og efter 3 ugers morgen-motionsaktiviteter 62 5.1.3. Data fra matematikprøverne på 7. årgang før og efter 3 ugers morgen-motionsaktiviteter 64 1

5.1.4. Kontrolgrupper 66 5.2. Matematik- og dansktest hos ADHD-gruppen 71 5.2.1. ADHD-gruppen, aug./sep. 2009 71 5.2.2. Justeret opfølgningsundersøgelse af ADHD-gruppen marts/april 2010 73 5.3. Spørgeskemaundersøgelserne 75 5.3.1. Spørgeskemaundersøgelse på 4. årgang, okt. 2008 75 5.3.2. Opfølgningsundersøgelse på 4. årgang, april 2009 77 5.3.3. Spørgeskemaundersøgelse på 7. årgang, okt. 2008 78 5.3.4. Opfølgningsundersøgelse af 7. årgang, april 2009 80 5.3.5. Spørgeskemaundersøgelse om elevernes interesser og livsglæde 81 5.3.6. Kvalitative svar fra lærere vedr. elevernes fysiske aktivitetsniveau, læring, problemløsningsadfærd, kreativitet, trivsel/mistrivsel og sammenhængen mellem disse 83 5.3.7. Kvalitativ spørgeskemaundersøgelse af lærernes oplevelse af KULT-Projekterne 84 5.3.8. Kvalitativ evalueringsundersøgelse fra specialundervisningslærerne 86 5.4. Statistiske undersøgelser 87 5.4.1. Analyse af data over sammenhængen mellem sygefravær, fysisk aktive/inaktive og trivsel i klassen 87 5.4.2. Analyse af 7. og 8. årgangs årskarakterer i forhold til deres kondital 92 5.4.3. Undersøgelse af de fem bedste læsere i forhold til konditallet 95 5.4.4. Undersøgelse af 9. årgangs biologikarakterer ved FSA 2010 96 6. Konklusion, diskussion og perspektivering 98 7. Referenceliste 105 2

English summary This thesis is an explorative, controlled intervention study with triangulations that examines the correlation between children's physical activity level and their ability to learn, academic performances and general well-being. The study was carried out from August 2008 to June 2010. During aerobic exercise, a number of beneficial neurotransmitters are released in our brain and body. These neurotransmitters have a significant impact on our ability to learn, academic performance and our general well-being. This fact has been proven by several acknowledged scientist, such as John Ratey, John Medina and Bente Klarlund Petersen over the past years. The KULT-projects/studies include quantitative and qualitative research methods. A population of 841 children from 1th to 9 th class (6-16 year old) in a municipal primary and lower-secondary school on Sealand, Denmark, participated in the various kinds of KULT-projects/studies. Of these, 255 pupils acted as control group. 246 pupils participated in extra 30 min. morning exercises (14 different types of aerobic exercises) three times a week for three weeks. Before starting the morning exercise period, the pupils took a math test, and after having had morning exercise for three weeks, they took a similar test again (pre and post tests). The results of these two tests were then compared in order to detect differences in the academic outcome of these two periods. In the second part of the study, 123 pupils (4th and 7th class) filled out a qualitative questionnaire after the period with extra morning exercise and a similar questionnaire as a follow-up study 5 month later to find out, if the exercise had had any effect on their mental and physical health, general well-being and social climate in the classroom. These questionnaires were supplemented by qualitative questionnaires filled out by their teachers (triangulation). The third part of the study included statistics on the sickness absence (2009/10), class, reading and spelling skills (ST-tests (spelling test), SL-40, SL 60 (sentence reading) and TL 1-5 (text reading) of 586 pupils. The statistical material was compared to the pupils' fitness level, social skills and wellbeing. For the two-year study in 9th class (2010), a longitudinal, controlled intervention study was applied with a control group of 255 pupils living in the same or similar area. In many respects, the results have showed a significant positive effect from physical activity on both the academic learning/performance and general well-being of the pupils. The math tests showed a significant progress in 4th class (5.9%) and 7th class (4.36%) after the three week exercise program. The academic progress of the control groups amounted to only 0-2%. In the ADHD group, a significant improvement could be observed in both Danish- and math tests in the exercise periods. 3

The qualitative questionnaires showed that most of the pupils enjoyed the three week morning exercise period. As a side effect, they felt more motivated and improved their con-centration and attention level, general well-being and classroom behavior. Their fitness level im-proved, and they obtained more knowledge about the overall benefits of aerobic exercise. A number of pupils had also started going to new kinds of sports. In the evaluation, the teachers generally expressed that the exercise program had influenced the pupils' academic learning/performance, social skills and general well-being positively. The teachers also pointed out that most of the physically active pupils perform well academically, have good social skills and well-being. The statistical part of the study confirms this connection. Physically active pupils have less sickness absence than in-active pupils. Another statistic study shows that there is a correlation between fitness level and average marks in 7th and 8th class. The correlation is more significant for boys than for girls. Another result showed that there is connection between a high fitness level and the best readers in a number of different classes and finally, a correlation between biology class in a 9th class and a two year long biology education combined with aerobic physical activities could be observed. All my studies, except one, indicate that there is significant correlation between pupils' physical activity level, ability to learn, academic performance and well-being. In the light of these studies and studies conducted by acknowledged scientist, I can conclude that there is a significant correlation between physical activity, academic learning/performance and well-being of pupils. Therefore, it is important that the Danish Ministry of Education recognizes the beneficial connection between brain and body training and dictates the introduction of compulsory aerobic activities in both primary and secondary schools and in upper secondary education institutions. In the long run, the whole society would benefit from the advantages deriving from physically active pupils, as they are more likely to perform well academically and have a better well-being. These are important ingredients in a successful personal and professional life. 4

1. Indledning Igennem de seneste år er der blevet sat stor fokus på kost og motions indvirkning på kroppen. Dette er især sket, fordi antallet af overvægtige har været kraftigt stigende, og flere og flere får livsstilsrelaterede sygdomme. Derudover er madkvaliteten blevet ringere. Børn og unge indtager store mængder sukker, og unge drikker for meget alkohol. Folkeskolens elever er blevet mere inaktive, kraftigere og mindre fysisk udholdende. Dog er det heldigvis stadig sådan, at børn fundamentalt elsker at røre sig. Det er helt grundlæggende og naturligt for mennesket at bevæge sig for at gennemgå en udvikling og udforske omverdenen, jf. fx Jean Piaget 1. Fra indskolingen til mellemtrinet falder elevernes aktivitetsniveau. Flere får en for høj fedtprocent, og lysten til at bevæge sig bliver mindre og mindre. Når puberteten for de flestes vedkommende sætter ind i 5. og 6. klasse, bliver den naturlige lyst til at bevæge sig kraftigt reduceret, og i 7., 8. og 9. er den lavest. Børn i dag lever desuden også i en kultur, der tenderer til inaktivitet. Hverdagens krav om effektivitet resulterer ofte i, at det er hurtigere at transportere børn i bil, end at cykle sammen med dem. Børns tidligere underholdning i form af leg, klatre i træer, spille rundbold, lege dåseskjul, melde krig, hinke, sjippe, hoppe i elastik osv. er i stort omfang blevet erstattet af stillesiddende aktiviteter som pc, playstation, nintendo, ipod m.m. I den traditionelle folkeskole i dag bruges der megen energi på at begrænse børns energiudladninger. Der er ikke tradition for at anerkende og tilgodese børns naturlige behov for bevægelse. Akademisk undervisning og fysisk aktivitet er stadig skarpt adskilte på trods af, at nogle skoler anvender fx Howard Gardners teori om Multiple Intelligences og Rita og Kenneth Dunns læringsstile, og der generelt er ved at opstå en øget bevidsthed om, at børn ikke nødvendigvis lærer bedst ved at sidde ned og være fysisk inaktive hele dagen. Det har altid været meget vigtigt for mit velbefindende og trivsel at bevæge mig meget, og derfor har det været naturligt for mig som lærer at inddrage fysisk aktivitet i undervisningen. 12 års erfaring i folkeskolen både som idrætslærer, speciallærer og lærer i almindelige fag, har også givet mig en klar fornemmelse af, at børn, som dyrker idræt og rører sig meget, generelt også er de børn, som klarer sig bedst fagligt, personligt og socialt. Disse børn trives også generelt bedst. Det er desuden min erfaring, at børn og unge oplever en stor glæde ved at udfolde sig fysisk gennem idræt, spil og leg. Under forskellige sociale, fysisk krævende og tilpas udfordrende aktiviteter udvikles der en 1 Teori om barnets udvikling af kognition, som tæt koblet til kropslige erfaringer (Vejleskov, 1999a; Vejleskov, 1999b). 5

tilfredshedstilstand, der er svær at opleve andetsteds. Det er den tilstand, som Mikael Csikszentmihalyi kalder flow-tilstanden 2. Inden jeg påbegyndte min opgave, har jeg også spurgt utallige kollegaer, både på min nuværende arbejdsplads, men også på andre skoler, hvordan de oplever deres elever umiddelbart efter fysisk aktivitet. En overvejende del af de adspurgte har udtrykt, at de oplever eleverne som mere harmoniske, glade, rolige, koncentrerede og engagerede, hvilket også er min egen opfattelse. I denne opgave har jeg lavet en række undersøgelser for at afdække, om der er hold i min antagelse/hypotese om, at der er en sammenhæng mellem børn og unges fysiske aktivitetsniveau og efterfølgende udbytte og udnyttelse af faglig viden i læringssituationer og deres generelle trivsel. Min problemformuleringer lyder derfor som følger: 1.2. Problemformulering Er der en sammenhæng mellem fysisk aktivitet og læring, som kan måles i undersøgelser? Er fysisk aktivitet gavnlig i forhold til den generelle trivsel og livskvalitet i og uden for folkeskolen? 1.3. Specialets opbygning og afgrænsning Den empiriske del af specialet er så vidt muligt bygget op omkring forskningsprocessens fem faser: begrebs-, design-, empiriske, analytiske og disseminationsfasen (Polit og Beck, 2004). Teoriafsnittet (afsnit 2) handler om hjernens opbygning, centrale neurokemiske stoffer og kroppens og hjernens holistiske funktion gennem nervesystemet og det fysisk-motoriske muskelarbejde, neurofysiologiske- og kognitive processer, og hvilken betydning disse har for menneskets læring/udvikling og generelle trivsel. Herefter redegøres for nogle af de teorier om kropslige kognitive læreprocesser og de kognitive forudsætninger, der er gunstige i forhold til læring/udvikling. Afsnit 3 redegør for en række undersøgelser på området foretaget af forskellige forskere. Afsnit 4 beskriver interventionsprojekternes (KULT-projekternes) baggrund, design, undersøgelsesmetoder og indhold, og afsnit 5 indeholder de forskellige kvantitative og kvalitative undersøgelser, som jeg har foretaget af elever i den danske folkeskole. 2 Flow betyder en tilstand, hvor folk er så engagerede i en aktivitet, at alt andet synes uden betydning. Det er en nydelsesfuld oplevelse, hvor man føler sig i et med det man gør. (M. Csikszentmihalyi, 1989 s.12). Beskrevet nærmere i afsnit 2.5.2. 6

Specialet afsluttes i afsnit 6 med en konklusion og diskussion af resultaterne og endelig en perspektivering. I min opgave fokuserer jeg primært på fysisk aktivitet/motion som udløsende faktor for bedre læring og trivsel. Andre aspekter, der kunne fremme dette, er kun medtaget i mindre grad. 1.4. Begrebsafklaring I det følgende vil jeg definere og afgrænse nogle centrale begreber i min afhandling. KULT-projekterne består af en række projekter, som jeg har udviklet fra 2001-2010. KULT står for Kropslig Udfoldelse, Læring og Trivsel og projekterne har helt konkret til hensigt at observere, om der gennem undersøgelser kan påvises en konkret sammenhæng mellem fysisk aktivitet, læring og trivsel. Derudover er KULT-undervisning en pædagogisk/didaktisk metode, der ser kognition, som siddende i hele menneskets krop, og som derfor forsøger at anvende og udvikle hele kroppens kompetencerepertoire. Fysisk aktivitet dækker ethvert muskelarbejde, der øger energiomsætningen. Motion bruges i forbindelse med bevidst, målrettet, regelmæssig træning (for at vedligeholde og/eller forbedre fysisk form og velbefindende) 3. I dette speciale bruges fysisk aktivitet og motion synonymt. Kognition: Kognition er knyttet til hele personen og dennes relationer til omverdenen. Hele kroppen er med i de kognitive processer, der er aktive, når vi erkender noget. Kognition er dermed en sansemotorisk koordinering som omfatter sansning, handling, perception, følelser, opmærksomhed, hukommelse og højere kognitive funktioner som sprog og tænkning. (Fredens, 2004, s. 9-10). Læring/udvikling: Læring er enhver proces, der medfører psykiske ændringer af relativ karakter, som ikke skyldes biologisk-genetiske forhold som modning eller alder. Læring er dermed sammenfaldende med (psykologisk) udvikling, socialisering og kvalificering og er en helhedsproces med en direkte og indirekte social samspilsproces og en indre psykisk tilegnelsesproces som to integrerede funktioner. Læring har tre samtidigt tilstedeværende og integrerede dimensioner: en kognitiv indholdsmæssig dimension, en psykodynamisk følelses-, holdnings- og motivationsmæssig dimension, og en social og samfundsmæssig dimension (Knud Illeris, 2002, s. 24). I denne opgave skal læring forstås som både anvendelse af allerede indlært viden og indlæring af ny viden. 3 Sundhedsstyrelsen. FYSISK AKTIVITET håndbog om forebyggelse og behandling. Sundhedsstyrrelsen, Center for forebyggelse, 2003, s. 235. 7

Livsglæde: En persons livsglæde er en af de afgørende faktorer for livskvaliteten. Livsglæde er en helt grundlæggende følelse eller stemning, som angår vores dybeste anliggender som mennesker, nemlig forholdet til vores eksistens. Livsglæde retter sig mod livet selv, det at være til. Den er kendetegnet ved en åbenhed over for tilværelsen som en horisont af muligheder. Det, vi oplever i livsglæde, er en fornemmelse af at kunne udfolde og udvikle vores eget væsen, naturligvis i overensstemmelse med historisk givne, biologiske og sociale betingelser. Livsglade børn og unge er en indikation på, at det er lykkes os at skabe sunde miljøer for deres udvikling og læring (Livsglæde som målestok). Livskvalitet er et bredt begreb, der kendetegner et godt liv. Vurderingen heraf kan bero på personens subjektive bedømmelse af sit eget liv eller på andres objektive bedømmelse af en persons livsvilkår (Den Store Danske, Gyldendals åbne encyklopædi). At der er kvalitet i livet er naturligvis forbundet med individets følelsesmæssige oplevelse af livet generelt og i aktuelle situationer. Dette lægger sig tæt op ad trivsel (beskrevet herunder) og livsglæde. Derudover betyder hele kroppens sundhedstilstand også noget for livskvaliteten. Trivsel defineres på mange forskellige måder. Ifølge "Videncenter for Arbejdsmiljø" er trivsel på arbejdet, når vi oplever velvære og balance mellem de krav, vi stilles overfor og vores behov, kompetencer og ressourcer. Begrebet omfatter både personlige, sociale, private og arbejdsmæssige forhold. Trivsel er individets generelle tilbøjelighed til at udtrykke og opleve tilfredshed. Parkskolen i Struer definerer trivsel således: Man trives, når man befinder sig i et trygt miljø, hvor man kan være sig selv og hvor man bliver accepteret og respekteret. 8

2. Hjernen, fysisk aktivitet, læring og trivsel 2.1. Menneskehjernen Hjernens opbygning og funktion Hjernen består af storhjernen (cerebrum), lillehjernen (cerebellum) og hjernestammen (truncus encephalicus). Hjernen med alle dens nerver kaldes for nervesystemet. Hjernen er forbundet til resten af kroppen og kommunikerer bl.a. gennem nervecellerne. Signalerne går begge veje gennem centralnervesystemet (CNS: Hjernen, hjernestammen og rygmarven) og ud til det perifere Figur 1. Hjernens anatomi http://www.cancer.dk/nr/rdonlyres nervesystem. Herigennem er der forbundet nervetråde til alle dele af kroppen, som modtager og afgiver signaler (Gade, 1997, s. 36). Vores bevægelser, handlinger, tanker, følelser, håb og drømme - selve bevidstheden om at være menneske er knyttet til nervesystemet (Fredens, 2004, s. 76). Hjernestammen består bl.a. af forbindelser mellem storhjernen og rygmarven. Den tager sig af de grovere bevægelser som at kravle og gå, hvor storhjernen koncentrerer sig om finmotorikken. Den indeholder også cellegrupper som er med i reguleringen af søvn, vågenhed og arousal (årvågenhed og parathed til at reagere). Det retikulære system ligger midt i hjernestammen. Her samles nerveimpulserne, før det besluttes, hvor meget energi man vil bruge på dem. Systemet kan således slukke og tænde for bevidstheden (ibid. s. 84-86). Thalamus er placeret tæt ved hypofysen og er nervesystemets omstillingsbord. Her samles alle samtalerne, inden de sendes videre til storhjernen. De sensoriske impulser, minus lugtesansen, går til thalamus og her blandes motoriske, følelsesmæssige og sensoriske impulser med hinanden. Hypothalamus sidder også tæt ved hypofysen og sørger sammen med denne for balancen i det indre miljø. Herfra udsendes hormonerne, så samarbejdet mellem kroppens organer fungerer. Hypothalamus regulerer også den adfærd, der har betydning for overlevelse og formering (ibid. s. 84). Cerebrum (cortex) De højere mentale funktioner findes især i storhjernen. De udgør ca. 90 % af hele hjernens størrelse og er inddelt i en venstre og højre hemisfære. Storhjernen er specialiseret i pandelappen, nakkelappen, isselappen og tindingelappen. Når de sensoriske impulser kommer til thalamus, fordeles de videre til storhjernen. Visuelle indtryk går til nakkelappen, auditive indtryk til tindingelappen og den taktile sans og muskelsansen går til isselappens somato-sensoriske cortex. I disse områder mod- 9

tages, analyseres og oplagres information. Alle de informationer, vi modtager fra vores omgivelser føres til de sansespecifikke områder i hjernen, og bliver sat sammen til en brugbar helhed i associationscortex, som befinder sig på overgangen mellem de tre førnævnte lapper. I pandelappen sidder vores personlighed, sociale intelligens og nøglen til vores motoriske adfærd. Pandelappen har også et associationsområde, hvor oplevelser samles til planmæssige handlinger de eksekutive funktioner (Fredens, 2004, s. 86-87). Cerebellum (lillehjernen) Lillehjernen har stor betydning for læring. Med dens beskedne størrelse indeholder den halvdelen af alle hjernens nerveceller, og sørger for, at hjernen (kroppen) kan udføre mange forskellige funktioner samtidig. Lillehjernen forudsiger hvilke bevægelser, vi skal udføre ved forskellige aktiviteter. Den ældste del af lillehjernen sørger for, at vi kan holde balancen. En nyere del sørger for grovmotorikken (rutinebevægelser), og i den nyeste del, neocerebellum, justerer nye motoriske bevægelser. Neocerebellum er også aktiv, når man fx lærer sprog og regner. Den er en slags bogholder, der sammenligner hensigten med udførelsen. Udfører kroppen ikke det tilsigtede, justerer lillehjernen til næste forsøg. Dette er et eksempel på, at fysisk træning involverer de samme nervekredsløb, som man bruger til mentale aktiviteter, fx når man læser (Fredens, 2004, s. 84). Dette sker, fordi cerebellum, ud over at styre kroppen motorisk, også regulerer en hensigtsmæssig indkommende informationsmængde til hjernens forskellige områder med løbende opdateringer. Cerebellum sender information til det præfrontale og motoriske cortex, som er centrene for tænkning og bevægelse. Derudover aktiverer cerebellum også den basale ganglia 4 (figur 4), som får nogle hjernefunktioner til at ske automatisk, fx når vi anvender tidligere lærte ting automatisk og forskellige ubevidste funktioner. Cerebellum stimuleres af dopaminsignaler (omtales senere), der kommer fra substantia nigra 5 (Ratey, 2008, s. 151-152). 4 De basale hjernekerner i den grå hjernesubstans i hver af storhjernens halvdele (http://www.ugeskriftet.dk/lf/ufl/ufl99_00/smid_ud/ufl2041/v_p/31599.htm). 5 Findes i hjernestammen under basalganglierne. Hjernecellerne i substantia nigra sender impulser til basalganglierne og videre til hjernebarken, der er ansvarlig for styringen af kroppens bevægelser. Nervecellerne i substantia nigra bruger dopamin som transmitterstof (http://www.bioweb.dk/biolex.php?viewcat=272). 10

Nerveceller, deres funktion og forbindelser Menneskets hjerne er noget af det mest komplekse, vi kender til. Vi har omkring 100 milliarder neuroner (nerveceller), der er koblet sammen i et indviklet netværk. Man mener, at der er 1 million milliard forbindelsesveje mellem hjernens mange neuroner. Når et neuron bliver aktiveret, udsender den en nerveimpuls gennem en lang celleudløber (axon). Axonet forgrener sig og danner kontakt til andre neuroner gennem synapser (figur 2 og 3) (Gade, 1997, s. 38), som er meget små mellemrum, der befinder sig mellem nervecellerne (Fredens, 2004, s. 77). Forbindelsen mellem neuronerne sker gennem frigivelse af kemiske signalstoffer kaldet neurotransmittere. Der findes mange forskellige neurotransmittere: aminosyrer (glutamate, glycin og GABA 6 ), aminer (dopamin, noradrenalin og serotonin), små molekylære signalstoffer (acetylkolin og ATP (AdenosinTri-Phosphat)) og neuroaktive peptider (peptidkæder på 5-30 aminosyrer). Figur 2. Nervecelle med dendritter og axon omgivet af en cellemembran. På dendritten ses tilstødende synapser fra andre nerveceller med afsendelse af signalstoffer. www.denstoredanske.dk Frigivelsen af disse foregår fra axonet og hen til synapserne, som sender neurotransmitterne videre til dendritterne på en anden neuron. Overførselen af neurotransmittere sker, fordi der er positivt ladede natriumioner, der passerer udefra og ind i cellen og negativt ladede kaliumioner, der bevæger sig ud. Denne udveksling af ioner er den umiddelbare energikilde for den elektriske strøm, som ledsager nerveimpulsen (Gammelsaeter et al., 2004). Glutamate og GABA Ifølge John Ratey 7, udføres 80 % af alle signaler i hjernen af to slags neurotransmittere, glutamate og GABA, som balancerer deres arbejde mellem hinanden. Glutamate opstarter og bibeholder hjernecellernes indbyrdes elektriske signaler. Når hjernen skal til at modtage information, kræver det aktivitet mellem neuronerne. Jo mere Figur 3. Glutamate og BDNF mellem synaps og dendrit. www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=f... 6 GABA (gamma-aminobutyric acid) (Ratey 2008, s. 37). 7 Læge og klinisk professor i psykiatri ved Harvard Medical School. Forfatter til bogen SPARK, 2008. 11

aktivitet, desto stærkere er selve forbindelserne mellem hjernecellerne, og det er dermed nemmere for signalerne at bevæge sig fra hjernecelle til hjernecelle. I hjernecellerne sendes forbindelsen fra axonet ved hjælp af glutamate til synapsen og herfra til de tilstødende hjerneceller, som opfanger signalet. Forbindelsens styrke hos den modtagende synaps bliver stærkere i hvile og tiltrækker glutamatesignalet som en magnet. Hvis den elektriske beskydning af synapsen fortsætter, vil gener i neuronernes cellekerne begynde at udvikle cellerne i og omkring synapsen. Når glutamate frembringer et signal mellem to neuroner, der ikke har været etableret før, skabes der en ny forbindelse mellem de to hjerneceller. Jo oftere denne nye forbindelse bliver aktiveret, desto stærkere bliver tilknytningen og forbindelsen (bindingen) mellem de to neuroner i hjernecellerne. Det er denne proces, der er hemmeligheden bag hukommelse (Ratey, 2008, s. 39). Således er glutamate yderst vigtig i menneskets læringsproces. GABA har en regulerende funktion, der holder glutamatekoncentrationen og dermed aktiviteten på et passende niveau (ibid. s. 37). Hippocampus og BDNF Hippocampus er ligesom amygdala en del af det limbiske system, som er involveret i følelsesmæssige reaktioner. Hippocampus spiller en væsentlig rolle for vores hukommelse og dermed læring. Den har forbindelse til næsten alle områder i storhjernens cortex, især til associationscortex. Hippocampus er en slags forbindelsesskaber, som modtager nye input fra arbejdshukommelsen og Figur 4. Hippocampus placeret centralt i hjernen. krydsrefererer informationerne med den eksisterende http://www.coaching4stress.dk/brain.jpg. hukommelse for at sammenligne og forme nye associationer og rapportere tilbage til storhjernens cortex. Hippocampus modtager herefter fragmenter fra cortex og ordner dem som en mappe af unikke nye mønstre af forbindelser. Hippocampus er yderst sensitiv over for iltindholdet i blodet. Jo bedre iltforsyning, desto bedre fungerende hippocampus (Gade, 1999, s. 244-248). Brain-Derived Neurotropic Factor (BDNF) er et neurotrofin (protein), som findes i hele centralnervesystemet. BDNF skaber og bibeholder celleforbindelserne gennem neuronerne i nervesystemet og især i hjernen. Det styrer med andre ord nervesystemets infrastruktur. BDNF eksisterer i betydelig mængde i hippocampus. Læring kræver styrkelse af forbindelserne mellem neuronerne gennem en dynamisk mekanisme kaldt long-term potentiation (LTP). Netop motion får BDNF til at øge de molekylære læringsmekanismer i hjernecellerne. Især under og efter motion igangsættes cellulære processer, som frigiver bl.a. BDNF, som er med til at gøre hjernen stærkere og bedre til at modta- 12

ge ny information. Den øgede mængde af BDNF fremmer derfor væksten af nye hjerneceller og forbindelserne mellem dem. Dette sker særligt i hippocampus (Trivedi et al. 2005, Sapolsky 1999, Poulsen 2003, Bjørnebekk et al. 2005, Ratey, 2008, s. 39-40). BDNF er også nødvendig for at producere nye celler. Proteinet samles i reservelagre nær synapserne og bliver frigivet, når vi er fysisk aktive. Bente Klarlund Pedersen 8, mener ligesom Ratey, at BDNF spiller en central rolle mht. motion og hjerneprocesser. Bente og hendes forskerkolleger har for nylig opdaget, at arbejdende muskler selv producerer BDNF, og at de samtidig stimulerer frigivelsen af det i hjernen. BDNF får endvidere hippocampus til at vokse. Da hippocampus er vores intellektuelle center i hjernen, som vi bruger til at koncentrere os og lære nye ting med, og det er det eneste sted i hjernen, der kan vokse, får motion pludselig en ny og central rolle i forbindelse med læring. Bente Klarlund mener, at dette sandsynligvis er forklaringen på, hvorfor teenagere får stimuleret deres intellektuelle evner gennem motion, jf. den svenske undersøgelse i afsnit 3.3 og 3.4.2 (Foghsgaard 2009, Ratey 2008 s. 42-45). 8 Professor, overlæge dr.med., centerleder for Danmarks Grundforsknings fonds Center for Inflammation og Metabolisme. 13

2.2. Neurofysiologi og hjerneaktivitet ved fysisk aktivitet Motion har en positiv effekt på hjernens adaption og reguleringssystem. Meget tyder på, at motion kan få både hjerne og krop til at yde det maksimale, bl.a. fordi fysisk aktivitet igangsætter biologiske forandringer, som stimulerer hjerneceller til at øge deres forbindelser til hinanden (Ratey, 2008, s.10 ). Hjernens neuroner er forbundet til hinanden som et træ med stamme og trækrone. I stedet for blade, er der synapser i forlængelse af dendritterne (grenene). Motion gør, at der kommer flere og tykkere grene, der har forbindelse til andre nerveceller med stamme og krone (figur 2 s. 12). Alle disse processer fremmes, ifølge Ratey, i gunstig retning gennem motion. Disse forbindelser mellem hjernecellerne er fundamentale for menneskets læreproces og er også udgangspunktet for at kunne klare forandringer og udfordringer (ibid. s. 36-40). Neuroforsker Eric Kandel fik Nobelprisen i 2000 for bl.a. at finde frem til, at gentagen fysisk aktivitet får nervesystemets synapser til at svulme op og forstærke forbindelserne med hinanden. Dette sker bl.a. ved at myelinforbindelserne øges i hjernen, og BDNF etablerer mere effektive signaler (ibid. s. 48). Denne ændring er en slags cellulær adaption kaldet synaptic plasticity. Forskellige forsøg har vist, at hvis man sprøjter BDNF ind i neuroner, udvikles der nye dendritter og synapser. Dvs., at BDNF er et yderst vigtigt protein (neurotrophin), som ikke kun bibeholder cellefunktioner, men også opbygger og udvikler nye. BDNF binder sig også til receptorerne ved synapserne og lader strømmen af ioner flyde med forskellige styrker. Inde i cellerne sørger BDNF for, at der bliver produceret mere BDNF, serotonin og proteiner, der opbygger synapser. Endeligt sørger BDNF for, at infrastrukturen i neuronerne fungerer, sørger for deres vækst, styrker og beskytter dem mod den naturlige proces af celledød. Hippocampus er ifølge Carl Cotman 9, et område i hjernen, som er meget sårbar overfor degenerative sygdomme. Motion har en yderst positiv indvirkning på hippocampus, og da dette område i hjernen også er centralt i forhold til læring, er der en direkte forbindelse mellem motion og læring. Cotman har lavet en anden undersøgelse, der viste, at hos de personer, der havde den mindste kognitive fald over en fireårig periode, dukkede der tre faktorer op: uddannelse, selvopfattelse og motion (ibid. s.43). Da motionsfaktoren overraskede Cotman, udførte han flere forskellige forsøg på mus, der alle sammen viste, at hippocampus blev stimuleret med BDNF, når musene motionerede. Det blev altså klart, at BDNF var vigtig, ikke kun for overlevelsen af neuroner, men også for deres udvikling. Ud fra de forskellige undersøgelser konkluderede Cotman, at hvis man er i god form, er 9 Direktør for Instituttet for aldring og demens på University of California 14

man bedre i stand til at lære og trives bedre generelt. BDNF giver dermed synapserne bedre forudsætninger for at modtage informationer, associere, huske det og sætte det i en kontekst (ibid. s. 44). Ifølge Ratey fandt tyske forskere i 2007 frem til, at mennesker lærer ord 20 % hurtigere efter motion end før motion, og at der i denne henseende er en direkte forbindelse mellem den bedre læring og den øgede mængde af BDNF (ibid. s. 45). Omvendt har hjernekirurgen Fernando Gomez-Pinilla påvist, at hvis man neutraliserer BDNF i mus, er de langsommere til at udføre opgaver. Uanset hvilken hjernedel mennesket anvender, øger fysisk aktivitet disse områders funktionsniveau i nervecellerne (ibid. s. 6). Dette bevirker, ifølge Ratey, at mennesker er mere parate til at lære noget nyt efter fysisk træning. Sanserne er skærpede, fokus og opmærksomhed er øget, den følelsesmæssige tilstand er mere i balance, de er mindre negative og frustrerede, og de føler sig mere motiverede og kompetente (ibid. s. 35-36). Genetablering af hjerneceller Gennem vores aldring dør mange af vores hjerneceller naturligt og ved indtagelse af alkohol og andre stimulanser øger vi også antallet af hjernecellernes forfald. I 1998 fandt man imidlertid frem til, at hjernecellernes tilstand i høj grad er påvirket af vores interaktion med omgivelserne både emotionelt, fysisk og kognitivt. En af de centrale opdagelser var, at hjerneceller kan genetableres. Neuroner udvikler sig ligesom mitosen i kroppens andre celler, og denne proces hedder neurogenesis 10. Ifølge de to hjerneforskere Fred Gage fra Californien og Peter Eriksson fra Sverige er vores neuroner neutrale stamceller fra fødslen. De gennemgår sidenhen en udviklingsproces, hvor de er afhængige af at blive stimuleret og brugt for at overleve. De fleste af dem overlever ikke. For at en hjernecelle skal kunne overleve og integreres, må den affyre dets axon. Motion avler neuroner og stimulationen fra omgivelsernes mangfoldighed hjælper med til, at cellerne vil overleve (Ratey, s. 49). De mus, der i et forsøg havde motioneret meget, havde dobbelt så mange stamceller i hippocampus som de inaktive mus. Motion og motorisk træning giver således hjernen de rigtige redskaber til at lære, og stimulationen får de nyudviklede stamceller til at tilslutte sig netværket til de forskellige områder i hjernen (ibid. s. 50). 10 Hjernens evne til at reparere og producere nye hjerneceller. 15

IGF-1, VEGF og FGF-2 Al muskelaktivitet producerer proteiner, som bevæger sig rundt i blodet til alle kroppens celler. Proteinerne er essen- tielle for at holde vores krop og hjerne i topform. Nogle af disse angiogene 11 proteiner (hormoner) er IGF-1 (Insulinlike Growth Factor), VEGF (Vascular Endo- thelial Growth Factor) og FGF-2 (Fibroblast Growth Factor). Når vi er fysisk aktive, bliver hormonerne presset Figur 5. Der dannes flere kapillærer ved motion, som dermed kan forsyne hjernen endnu bedre med de forskellige gavnlige stoffer. www.rndsystems.com/dam_public/5940.jpg gennem blood-brain barrier, de små kapillærer 12 i hjernecellerne, hvilket også har stor gunstig betydning for de kemiske processer, der foregår i hjernen under læreprocesser. Derfor er hormonstofferne vigtige i forståelsen af hjerne-krop-forbindelsen (Ratey, s. 51) (se også afsnit 2.5.1). IGF-1 bliver frigivet i musklerne, når der kræves mere energi og ilt under aktivitet. Glukose er den grundlæggende energikilde for musklerne og basisenergikilden for hjernen, og IGF-1 arbejder sammen med insulin for at bringe glukose ud til alle cellerne i kroppen. Under motion hjælper BDNF hjernen til at optage IGF-1 og aktiverer neuroner til at producere neurotransmitterne, serotonin og glutamate. Dette bevirker, at der produceres mere BDNF-receptorer, som igen øger neuroforbindelserne i hukommelsesområderne. Når der skabes nye hjerneceller, skal der også etableres nye blodårer til dem. VEGF aktiveres især gennem fysisk aktivitet og er en forudsætning for, at der produceres flere kapillærer i hele kroppen også i hjernen. Det andet vigtige hormon, som dannes af kroppens muskelceller og ledes til hjernen gennem blodet er FGF-2. Hormonet er sammen med en række andre nødvendigt for neurogenesis, og hjælper cellernes interne organisering således, at organismen kan fungere optimalt (ibid. s. 52-53). Ifølge Ratey, behøver vi bare at kigge på vores forfædre, som var nødt til at bevæge sig meget for at finde føde og steder at slå sig ned. Deres konstante behov for bevægelse og for at lære nyt og huske var en ideel kombination, der har været essentiel for den evolutionære udvikling. Det er et grundlæggende dialektisk forhold hos mennesket, at vi behøver energi for at lære, og at vi behøver at lære for at kunne finde energi til kroppen. Det er en basal biologisk homeostatisk overlevelsesmekanis- 11 Angiogene: Dannelse af blodkar. Under en organismes udvikling, ved reperative processer, fx sårheling er det en forudsætning, at der etableres en tilstrækkelig blodforsyning (Den Store Danske). 12 Fine blodkar, der ikke er tykkere end et hår. De løber langs alle cellerne i kroppen, og det er fra disse, at alle næringsstofferne og ilten kommer over i cellerne, og at affaldsstofferne og kuldioxid kommer fra cellerne over i blodet. 16

me. I disse tider befinder vi os imidlertid i en tidsperiode, hvor vi generelt bevæger os så lidt, at motionselementet, og dermed vores udvikling er truet. 2.3. Optimering af hjernecellerne John J. Medina, der er udviklingsorienteret molekylær biolog og professor ved Washington Medicin University, forsker i menneskets hjerneudvikling og psykiske lidelser. Ligesom hos Ratey er en af hans stærke pointer, at mennesket er skabt til at bevæge sig, og menneskehjernen udviklede sig til noget af det mest komplekse på jorden, mens vi bevægede os meget. Bevægelse er dermed en yderst vigtig forudsætning for menneskekroppens overlevelse, menneskets homeostase 13 og vores generelle trivsel. Ifølge Milena Penkowa 14, forbedres hjernecellerne ved daglig motion. Motion fremmer hjernens produktion af de førnævnte gavnlige væksthormoner og styrker de neurale netværk mellem hjernecellerne. Fysisk træning øger hjernens signalering både hos raske og sygdomsramte mennesker. Hvis hjernen imidlertid skal have optimalt udbytte af motionen, skal intensiteten være relativ høj og kroppens celler stresses efter no pain, no gain-mantraet, mener Penkowa, Ratey og andre forskere. Videnskabelige forsøg har vist, at hvis folk i perioden inden deres erhvervede blodprop i hjernen, har fået en meget lille og midlertidig iltmangel, håndterer de bedre blodproppen. Det skyldes en mild grad af stress af hjernecellerne. Dette fænomen kaldes konditionering og betyder, at den stress kroppen udsættes for, er sund og kan sammenlignes med vaccinationsprincippet. Ligesom ved en vaccination, hvor der indsprøjtes små mængder af bakterier ind i kroppen, udløses der ved motion lidt cellestress, så kroppens celler bliver bedre til at håndtere stressfulde påvirkninger. Ifølge Trine Jørgensen 15, styrker motion hjernen, fordi motion styrker hele kroppen. Når man motionerer øges iltoptagelsen og kroppens evne til at pumpe blodet rundt. Hvilepulsen bliver lavere, og man bliver bedre til at afgive ilten, også til hjernen. Efter motion fungerer hjernen mere effektivt, den er mere koncentreret, opmærksom og humøret stiger pga. af endorfiner. Penkowa mener, at de motionsformer, som både aktiverer krop og hjerne er særlig effektfulde. Bordtennis er fx effektiv, da det både er fysisk hårdt og samtidig skærper fokus, fordi bolden bevæger sig så hurtigt. Endvidere er det vigtigt, at man motionerer dagligt, for at få det mest optimale ud- 13 http://www.fi.au.dk/~os/undervisning/3s/indledn/homeostase.html og H. Gleitman et al. Psychology. S. 73-76. 14 Læge, ph.d og leder af afdeling for neuroprotektion ved Københavns Universitet. 15 Cand. Scient. i idræt og ansat hos Healthy Company, hvor hun arbejder med brainfitness. 17

bytte for hjernen. Derudover bør man variere motionsformerne, så hjernen konstant udfordres (Hall, 2008 og egen mailkorrespondance med Milena Penkowa). Hjernen bruger 20 % af hele kroppens energiforbrug, og for at den kan gøre det, skal den hele tiden have tilført megen ilt. Som tidligere nævnt, øger motion blodgennemstrømningen i krop og hjerne. Antallet af røde blodlegemer øges og binder ilt fra lungerne og transporterer den ud til kroppens celler til respiration. Derudover stimulerer fysisk aktivitet blodårerne til at producere et kraftfuldt, blodgennemstrømningsmolekyle kaldet nitrogenoxid (NO), som forbedrer blodgennemstrømningen samtidig med, at der skabes nye og flere blodårer i kroppen (kapillærer). Det betyder, at der etableres en mere effektiv og omfattende respiration i kroppens celler. Dette sker også i hjernen, og et af de områder i hjernen, hvor der sker en mærkbar forbedring af funktionsevnen er i hippocampus (Medina, 2008, s. 21-22). Ifølge Medina viser undersøgelser foretaget på 10.000 briter i alderen 35 til 55, at mennesker der er moderat fysisk aktive i 20 minutter dagligt har en bedre hukommelse, højere refleksionsniveau, er mere opmærksomme, bedre til problemløsning og klarer sig bedre i intelligenstests. Intelligenstestene forudsætter evner til at tænke hurtigt, abstrakt og anvende viden til at løse forskellige nye opgaver. Der mangler imidlertidig evidens for, at det forholder sig sådan hos børn, men Medina mener, at de få undersøgelser, der er lavet på området alle peger i samme retning som denne undersøgelse (ibid. s. 10-17). Medina mener, at hvis vi fjerner os fra den enorme inaktivitet, der har bredt sig i vores del af verden og fx indfører mere fysisk aktivitet på arbejdspladserne og i skolerne, vil vi ikke blive klogere, men bare normale (ibid. s. 24), som understregning af, at vi på nuværende tidspunkt ikke lever normalt i forhold til, hvad vores krop har behov for, og hvad den indeholder af potentialer. Hjerneforsker m.m. Elkhonon Goldberg har ni gode råd til at optimere den generelle hjernefunktion, og herunder også det, som han kalder hjerneattraktorer 16 : 1. Sørg for at spise sundt. Fed fisk, nødder og frugt er gode eksempler på hjernemad. 2. Husk, at din hjerne og krop hører sammen. Motion bevirker, at nye neuroner kan dannes i hjernen. 3. Lær at styre dine tanker i positiv retning. Stress og bekymringer dræber neuronerne i hjernen. 4. Sørg for at udfordre din hjerne og giv den konstant nye udfordringer. 5. Sørg for at udforske: rejs til et nyt land, spis en ny ret, lyt til ny musik. Det skærper sanserne og 16 Betegnelse for individuelt udviklede neuronetværk, grupper af tæt forbundne neuroner, der kan aktiveres i sin helhed, blot nogle af dens komponenter aktiveres. Attraktorer er det neurale grundlag for erindringer (hukommelse). 18

øger hjernens smidighed. 6. Undgå at outsource din hjerne til medierne, politikerne eller andre meningsdannere. Tag dine egne beslutninger. 7. Udvid dit netværk. Mennesket er et socialt dyr, og hjernen udvikles gennem sociale relationer. 8. Grin. Latter frigiver endorfiner, som er sunde for din hjerne og har en stressreducerende virkning. 9. Sov godt. Ligesom kroppens muskler har behov for at restituere for at blive stærkere, har din hjerne også behov for at restituere, så den kan fungere optimalt. Forsøg har vist, at manglen på søvn i høj grad påvirker din evne til læring og at huske negativt. Punkt 2, 3, 4, 7 og 9 er områder, der ifølge Goldberg bl.a. optimeres gennem motion. Dermed indvirker motion både direkte og indirekte på mange grundlæggende forhold for en optimal læring og udvikling (Goldberg, 2001, s. 93-96). 2.4. Motion øger hjernens plasticitet Professor Jesper Mogensen 17 mener, at de seneste årtiers forskning klart har vist, at hjernen består af en neural plasticitet. Dvs., at nervesystemet, og især hjernen, har en enestående evne til at forandre sig efter givne omstændigheder; bl.a. i forbindelse med træning og oplevelser. Hjernen udvikler nye neuroner på grundlag af stamceller hele livet igennem. Dette sker i neocortex og hippocampus, og de kan i et vist omfang bevæge sig ud i den øvrige del af hjernen og blive integreret i netværk, hvor der er brug for dem. Der udvikles de til specifikke typer af nerveceller. De nydannede nervecellers overlevelse i de nye netværk afhænger af dannelsen af såkaldte trofiske faktorer, som er livgivende stoffer, der gennem hele livet produceres i hjernen og medvirker til at holde såvel nye som gamle celler sunde og i live. Uden disse neurotrofiske faktorer ville vores hjerne ikke kunne fungere og ville langsomt dø. Det centrale er, at produktionen af de neurotrofiske faktorer lader til at være positivt påvirket af fysisk og motorisk aktivitet. Mange undersøgelser tyder på, at motion øger dannelsen af neurotrofiske faktorer og antallet af overlevende, nydannede celler i hjernen (Mogensen, 2007, s. 8-9). I forlængelse heraf har Rasmus Sylvest Mortensen 18 bl.a. fundet frem til, at fysisk aktivitet har flere positive virkninger på genoptræningsforløb for patienter med erhvervet hjerneskade og kan sandsynligvis forhindre yderligere forværring af patienters funktionsniveau. Det er fx påvist, at rotter, 17 Leder af The Unit for Cognitive Neuroscience, Københavns Universitet og direktør for Research Center for Brain Injury Rehabilitation. 18 Fysioterapeut, PBa, Master of Medical science med speciale (MEDSC) i klinisk neurologi, Glostrup Hospital, afd. for akut apopleksi. 19

der er fysisk aktive, danner nye blodkar i hjernen. Efter en hjerneskade lader det til, at blodkarrene reducerer skadens omfang, der hvor hjernen har manglet ilt (jf. Penkowa i afsnit 2.3). Rotter, der levede et fysisk aktivt liv inden deres apopleksi, kom sig hurtigere og bedre, end rotter der havde været inaktive. Derudover producerede de fysisk aktive rotter en øget mængde af hormonet erythropoietin (EPO), der stimulerer væksten af røde blodlegemer. Denne tilvækst af røde blodlegemer har sandsynligvis også indflydelse på iltforsyningen til de områder, der har været afskåret fra ilt. Ifølge Mortensen, har mange forskningsresultater vist, at der er sammenhæng mellem motion og bedring i hjernefunktion og kognition. Flere dyreforsøg har vist, at et stimulerende træningsmiljø i kombination med mulighed for mere fysisk aktivitet har en positiv effekt på de systemer i hjernen, der er involveret i lærings- og hukommelsesprocesser. Også funktionelle MR-skanninger af menneskehjernen har vist ændringer i hjernens struktur og funktion efter fysisk træning. Længere tids træning øger fx blodgennemstrømningen til hippocampus, der, som tidligere nævnt, har stor betydning for læring. Dyreforsøg har vist, at der ved fysisk træning skabes en hastig vækst af neuroner i hippocampus samtidig med, at cellerne har større chance for at overleve. Dette forbedrer præstationsevnen og hukommelses- og læringspotentialet. Selvom studierne er gennemført på dyr, mener Mortensen, at det giver god mening, at det også forholder sig sådan hos mennesker. Den øgede cellevækst i hjernen, der sker ved motion, kræver flere næringsstoffer. Dette opfyldes ved, at der samtidig dannes nye blodkar i hjernen fx i hjernebarken og i lillehjernen. Man mener, at det er nogle specielle molekyler, der er ansvarlige for denne proces, og at fysisk træning øger produktionen og udskillelsen af disse molekyler. Mortensen konkluderer, at de mange forskellige studier, der efterhånden er lavet beviser, at fysisk aktivitet og motion hjælper til at fremme hjernens plasticitet. En aktiv livsstil før en hjerneskade beskytter mod celledød og fremmer effektiv genoptræning. Endvidere mener man i dag, at fysisk træning i det subakutte og kroniske stadie kan være med til at reaktivere helbredelsesmekanismer. Herunder vises et skema over de forskellige gavnlige virkninger, som fysisk aktivitet har for hjernen og kroppen (Mortensen 2008). Figur 6. Motions gavnlige effekter. http://www.vfhj.dk/default.asp?pageid=1702 20

2.5. Motion og grundlæggende forudsætninger for læring/udvikling Igennem nye indgangsvinkler til læring, er der opstået bedre muligheder for at tage hensyn til det kropslige aspekt. Ud over den rent kognitivistiske indgangsvinkel er der fx kommet konstruktivistiske, situationsorienterede, fænomenologiske, handlingsteoretiske, sociokulturelle og mere praktisk-erfaringsbaserede læringssyn. Ud over de allerede beskrevne forskere er der stort set ingen teoretikere, der beskæftiger sig direkte med de gavnlige effekter, som fysisk aktivitet har i forhold til kroppens kognitive processer - herunder læring og generel trivsel. Alligevel vil jeg i det følgende redegøre for nogle af de mest relevante kropsligt funderede læringsteorier, da deres hjerne-krop-forbindelse har en vis relevans for virkningerne af fysisk aktivitet på kroppens kognitive funktioner. 2.5.1. Hjerne-krop forbindelsen Det er cerebellum, der er vores motoriske center, som koordinerer vores bevægelser. Undersøgelser viser, at det motoriske center også er med til at koordinere tanker, opmærksomhed, emotioner og sociale kompetencer. Når vi motionerer, især når motionen er kompleks motorisk jf. Penkowa, træner vi også de kognitive områder i hjernen. Dvs., at kompleks motorisk træning træner alle celler i kroppen lige fra muskelceller til hjerneceller, som alle anvendes til vores kognitive funktioner. Jo mere komplekse bevægelserne er, jo mere komplekse bliver de synaptiske forbindelser. Selv om disse synaptiske forbindelser er skabt gennem bevægelser, så kan de anvendes af andre hjerneområder i kognitive processer, fx så elever har nemmere ved at lære matematik og lære at spille klaver, da der går mange nerveceller fra cerebellum til den præfrontale cortex.. Den præfrontale cortex kan således anvende den mentale styrke fra den fysiske kompetence og anvende den i andre situationer. Derfor har intensiv motion og koordinerende motoriske aktiviteter gavnlig effekt på både kroppen og hjernen hver for sig, men også rigtig stor effekt samtidig eller i forlængelse af hinanden (Ratey, s.55). Man kan som tidligere nævnt forbedre hjernens plasticitet ved at udøve forskellige nye motoriske aktiviteter. Nye motoriske bevægelser øger hjerneaktiviteten i forskellige områder og åbner dermed op for flere synapser, som kan anvendes til andre læringsprocesser. Mennesket udvikler lige fra fødslen sit motoriske repertoire. Alle motoriske aktiviteter kræver gentagelser, før vi kan mestre bevægelserne. Dette sker ved at cerebellum, basal ganglia og præfrontal cortex arbejder sammen, hver gang vi udfører bevægelserne. Ved gentagelserne udvikles et tykkere myelin omkring nervefibrene, hvilket øger kvaliteten og hastigheden af signalerne mellem nervecellerne (ibid. s. 56). 21