Hvorfor skulle fysisk aktivitet have effekter på hukommelse og indlæring? Jesper Lundbye-Jensen Lektor, PhD Institut for Idræt & Ernæring Institut for Neurovidenskab & Farmakologi Københavns Universitet... - Hvad sker der i hjernen når vi lærer og når vi bevæger os?... - Kan øget fokus på bevægelse påvirke kognition, hukommelse og læring?... - og i så fald hvordan, hvornår? og for hvem? - hvilke faktorer har betydning? Hvad sker der i hjernen når vi lærer? Vi kan tilegne os nye færdigheder ved at øve os og danne erfaringer under indflydelse af vores kognitive funktioner - opmærksomhed, hukommelse, problemløsning, beslutningstagen osv. Hukommelse er en forudsætning for indlæring
Plastiske ændringer i hjernen (nervesystemet) er en forudsætning for etablering af hukommelse og læring Enrichment har stor effekt på læring og ændringer i hjernen Sensory deprived environment Sensory enriched environment Mus er bedre til at lære at finde vej hvis de løbetræner hver dag.- ledsaget af neurogenese i hippocampus van Praag et al. 1999 Exercise Control Sammenhænge mellem fysisk aktivitet, hjernens funktioner og læring Tværsnitsundersøgelser - akut fysisk aktivitet - longitudinelle studier
RT Fit Unfit Chaddock et al. Dev Neurosci. 2010 Spirduso et al. J Gerontology. 1975 1.2 mio. svenskere kan ikke tage fejl - der er en sammenhæng mellem fysisk aktivitet og kognitiv funktion Åberg et al. 2009 (PNAS) 268,496 sibling pairs 3.147 twin pairs of these: 1,432 homozygotes Cardiovascular fitness changes 15-18y predicted cognitive performance at 18 y. Cardiovascular fitness at age 18y predicted educational achievements later in life. Twins > 80% covariation explained by individual non-shared environmental influences, heritability <15% Der er også en sammenhæng mellem kondition og akademisk præstation hos skolebørn.... Hillman et al. 2008 MEN: Svag sammenhæng og er den kausal? Der er behov for at undersøge om præstationen forbedres over tid samt viden om hvilke aktiviteter, der virker på hvad, hvordan, for hvem og hvornår
Fysisk aktivitet kan påvirke kognitiv funktion - både akut og longitudinelt Control Exercise 0,70 0,53 Effect size 0,35 0,18 0,00 Executive Control Spatial Speed Colcombe et al. Psychol Sci. 2002 Fysisk aktivitet kan påvirke kognitiv funktion - både akut og longitudinelt Control Exercise 0,70 0,53 Effect size 0,35 0,18? 0,00 Executive Control Spatial Speed Memory - Men indlæring kræver etablering af hukommelse Colcombe et al. Psychol Sci. 2002 - er der en sammenhæng mellem fysisk aktivitet og hukommelse? Effect Size 0,6 0,45 0,3 * Acute exercise Long- term exercise *** Manglende effekt kan skyldes forskelle i timing eller intensitet? 0,15 * 0 Short- term memory Long- term memory Roig et al. 2013
Fysisk Aktivitet Akut Langtids Stimulus Perception Encoding Engram Molecular Consolidation LTP Supramolecular Systemic Recall kan akut fysisk aktivitet påvirke indlæring/hukommelse? Stimulus Perception Encoding EXERCISE pre Engram Consolidation LTP EXERCISE post Recall CON PRE POST Tilegnelse p=0.8 RMS Error Distance 35 30 25 20 15 Block1 Block2 Block3 Roig et al. 2012
35 Retention/hukommelse p=0.002 CON PRE POST RMS Error Distance 30 25 20 p<0.001 15 Ret1h Ret24h Ret7d Roig et al. 2012 Hvad med virkeligheden? Effekter af akut fysisk aktivitet på konsolidering af hukommelse hos prepubertære skolebørn Pre exam. Aero. fitness test Graded exercise protocol estimating VO2peak Intro. MT Basel. Block A MT Acq. Block B1, B2, B3 +FB Main experiment RUN group 20 intermit. running MT Imm. ret. CON group Block C 20 rest Rest 40 min. MT 1h. ret. Block D Retention tests MT 24h. ret. MT 7d. ret. Block E Block F MT 7d. ret. Block G +FB HOC group 20 intermit. hockey Skriver et al. - in review
Kan vi kombinere det akutte og kroniske perspektiv i skolen? Hvad betyder timing af fysisk aktivitet for indlæring og kognitive funktioner hos skolebørn? I samarbejde med Abildgårdskolen Odense Ullerupbækskolen Fredericia ca 180 elever fra 7. årgang - 8 klasser - 5 uger Math (60min) Math Math Exercise (30min) Classroom Classroom 3.5h Classroom Exercise (30min) Classroom 2 formål med idrætsaktiviteterne: Ha det sjovt OG få pulsen op med varierede aktiviteter (i nævnte rækkefølge). Førstnævnte altså et mål i sig selv. Lundbye-Jensen et al. - in progress 2015 Fysisk aktivitet kan indtænkes på flere måder Fysisk træning Fysisk aktivitet med en varighed og intensitet, der kan skabe et fysiologisk respons, der kan påvirke kognition og læring. Bevægelse integreret i undervisningen Type I - Gå fra abstrakt til mere konkret læringsstil Type II - aktiviteter kan skabe et fysiologisk respons, men integreret i den boglige undervisning Aktive pauser Brain breaks - bølgebryder mellem lærings-situationer - kan evt fremme konsolidering - kan evt hindre interferens - - pauser er væsentlige Idrætsfaget OBS: faget har egne væsentlige læringsmål, der bør huskes. - idræt er ikke et værktøj til at forbedre noget andet, men et formål i sig selv
Man kan forbedre etablering af kort- og langtidshukommelsen med motion før eller umiddelbart efter indlæring, vi forsker i de underliggende mekanismer. Meget tyder på at timing har en betydning. - det har intensitet mv også. Mange undersøgelser har fokuseret på at få pulsen op. Det betyder ikke at andre aktiviteter ikke kan have andre effekter. Men intensitet har en effekt. Husk det motoriske element Glem ikke de andre positive effekter motion kan have socialt og sundhedsmæssigt, men overvej barrierer og tilpas så vidt muligt Aktiviteter med bevægelse bør have værdi og give mening i sig selv Aktiviteter, der involverer bevægelse kan skabe mening (stiller krav til udformning) Fysisk aktivitet er kun én af mange faktorer, der påvirker læring Faktorer der påvirker indlæring Kost Tidens gang Medicin Træning af andre opgaver PT ACCEPTED MANUSCRIPT CR I Søvn Fysisk aktivitet Figure 1 NU S MA Målrettet træning (og leg) med kvantitet og kvalitet Individuelle forskelle Optimal udfordring Indre / Ydre motivation Feedback Belønning Muligheden for at lave fejl ED menulinjen, Indsæt > oved / Sidefod. Sted og dato i or dato og ens navn i d Fysisk aktivitet kan gavne kognitive funktioner som opmærksomhed, problemløsning, beslutningstagning, arbejdshukommelse både akut og kronisk AC CE PT ændre Enhedens og Sted og dato : It is really all about the shining eyes 26 Fysisk aktivitet og bevægelse kan og bør understøtte læring - men man bliver altså ikke klog alene af at være fysisk aktiv EN VÆSENTLIG POINTE