Физические упражнения и нейропластичность: влияние на когнитивные функции

Преподаватель и исследователь Edward Calvo раскрывает, как физические упражнения действуют как биологическое вмешательство, усиливая нейропластичность и исполнительные функции у людей с когнитивными трудностями, согласно современным научным данным.

Физические упражнения рассматриваются не только как двигательная активность, но и как биологическое вмешательство, способное модулировать нейропластичность мозга, которая имеет решающее значение для восстановления людей с когнитивными трудностями. Рассматриваются такие процессы, как нейрогенез и высвобождение нейротрофических факторов (BDNF, миокины), для усиления исполнительных функций, памяти и функциональной самостоятельности.

Физические упражнения как инструмент биологической модуляции

Долгое время физические упражнения понимались главным образом как инструмент развития силы, контроля массы тела и улучшения состояния сердечно-сосудистой системы. Однако современные научные данные значительно расширили этот взгляд, показав, что движение тела также оказывает глубокое влияние на мозг, когнитивные функции и поведение.

В этом смысле физические упражнения следует понимать не только как двигательную практику, но и как биологическое вмешательство, способное модулировать важнейшие нейрофизиологические и молекулярные процессы, необходимые для адаптации и функционирования человека, особенно у людей с когнитивными трудностями, пожилых людей и других уязвимых групп населения (Calvo, 2025; Di Liegro et al., 2019).

Во всем мире число людей с инвалидностью приближается к миллиарду, что составляет около 15% населения планеты. Значительную долю этой группы составляют люди с интеллектуальной инвалидностью, распространенность которой, согласно контексту и используемым диагностическим критериям, оценивается примерно в 1–3% населения.

И Всемирная организация здравоохранения в World report on disability, и специализированная эпидемиологическая литература указывают на важность учитывать не только клиническое состояние, но и адаптивное функционирование, поведение и окружение человека (WHO, 2011; Maulik et al., 2011). С этой точки зрения физические упражнения представляют собой поддерживающую стратегию с потенциалом улучшения физического здоровья, когнитивных процессов и повседневного функционирования.

Как упражнения изменяют мозг? Нейрогенез, ангиогенез и синаптогенез

Изменения структуры и функций мозга, вызванные физическими упражнениями, в значительной степени объясняются такими механизмами нейропластичности, как нейрогенез, ангиогенез и синаптогенез (El-Sayes et al., 2019; Feter et al., 2019; Ferrer-Uris et al., 2022).

Нейрогенез — это процесс, посредством которого формируются новые нейроны, особенно в таких областях, как гиппокамп, тесно связанный с памятью и обучением.
Ангиогенез заключается в формировании новых кровеносных сосудов, что способствует увеличению поступления кислорода и питательных веществ в ткань мозга и улучшает ее метаболическое функционирование.
Синаптогенез означает создание и укрепление связей между нейронами — процесса, необходимого для оптимизации нейронной коммуникации и поддержки таких функций, как внимание, память и обучение.

Эти явления регулируются нейротрофическими факторами и факторами роста, среди которых выделяются нейротрофический фактор мозга (BDNF), инсулиноподобный фактор роста 1-го типа (IGF-1) и сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) — молекулы, активно участвующие в вызванной физическими упражнениями адаптации мозга (Di Liegro et al., 2019; El-Sayes et al., 2019; Ferrer-Uris et al., 2022).

В этом отношении скелетную мышцу следует понимать не только как орган, отвечающий за движение, стабильность или защиту суставов, но и как секреторный орган с эндокринными функциями.

Во время мышечного сокращения высвобождаются миокины и другие сигнальные молекулы, обеспечивающие коммуникацию между мышцами и различными органами, включая мозг. Среди них выделяется иризин, а также такие факторы, как BDNF и IGF-1, которые участвуют не только в мышечной адаптации, но и влияют на процессы, связанные с нейропластичностью и когнитивными функциями. Этот молекулярный обмен подтверждает представление о том, что физические упражнения действуют как важный нейроэндокринный и эпигенетический модулятор, способный активировать сигнальные пути, участвующие в восстановлении, росте и адаптации тканей (Pedersen y Febbraio, 2008; Vargas-Pacheco y Correa-López, 2022; Di Liegro et al., 2019).

Влияние упражнений на когнитивные функции и адаптивное поведение

Понимать механизмы мозга важно, но еще важнее понять, как эти изменения отражаются на повседневной жизни.

Физические упражнения изменяют не только биологические структуры и процессы: они также могут способствовать когнитивному функционированию человека. Это включает такие процессы, как внимание, память, обучение, скорость обработки информации и исполнительные функции, в том числе планирование, торможение реакций, когнитивную гибкость и принятие решений (El-Sayes et al., 2019; Fernandes et al., 2017; Ferrer-Uris et al., 2022).

Например:

Улучшение исполнительных функций может способствовать организации повседневных задач, выполнению инструкций или адаптации к изменениям распорядка.
Аналогично, улучшение внимания и памяти может облегчить участие в образовательных, социальных или терапевтических мероприятиях.

Таким образом, пользу физических упражнений следует рассматривать не только с биологической точки зрения, но и с учетом их потенциального влияния на самостоятельность, участие и повседневное функционирование благодаря усилению когнитивных функций.

Виды упражнений и их специфическая польза для когнитивных функций

Научная литература свидетельствует, что различные виды упражнений могут оказывать значимую пользу центральной нервной системе, хотя не всегда действуют посредством одних и тех же путей и вызывают одинаковые эффекты.

Польза кардиотренировок для когнитивных функций

Кардиотренировки относятся к наиболее изученным видам упражнений в связи с здоровьем мозга.

Острые нагрузки умеренной или высокой интенсивности могут временно повышать уровень BDNF, что приводит к немедленному улучшению когнитивной продуктивности, особенно при выполнении заданий на устойчивое внимание.

При систематическом выполнении кардиотренировки могут способствовать более устойчивым адаптациям: улучшению мозговой перфузии, повышению метаболической эффективности и благоприятным изменениям в областях, связанных с памятью и обучением (Di Liegro et al., 2019; El-Sayes et al., 2019; Ferrer-Uris et al., 2022; Feter et al., 2019). Это облегчает усвоение новой информации и консолидацию долговременных воспоминаний.

Польза силовых тренировок для когнитивных функций

Силовые тренировки также представляют собой значимый способ модуляции оси «мышцы — мозг».

В позиционном документе American College of Sports Medicine (ACSM) за 2026 год отмечается, что этот вид тренировок улучшает мышечную силу, гипертрофию, мощность, мышечную выносливость, скорость сокращения, скорость ходьбы, равновесие и различные показатели физического функционирования у здоровых взрослых.

В нем также указано, что прогрессивные силовые тренировки, выполняемые не менее двух раз в неделю и регулируемые с учетом таких параметров, как нагрузка, объем и амплитуда движений, стабильно способствуют улучшению мышечной функции и физических показателей (Currier et al., 2026).

Хотя этот документ посвящен мышечным и функциональным результатам, силовые тренировки также входят в общую систему физических упражнений, которые в широком смысле связаны с пользой для здоровья мозга и когнитивных функций, особенно при включении в структурированные программы, адаптированные к особенностям каждого человека (Di Liegro et al., 2019; Fernandes et al., 2017).

Силовые тренировки тесно связаны с улучшением исполнительных функций, таких как планирование, торможение реакций и принятие решений.

Польза многокомпонентных упражнений для когнитивных функций

В этом контексте важно ввести понятие многокомпонентных упражнений — то есть программ, сочетающих два или более вида тренировок, например кардиотренировки, силовые упражнения, упражнения на равновесие, координацию и гибкость. Такой подход особенно ценен для групп населения с повышенной потребностью в поддержке, поскольку позволяет комплексно воздействовать на физические функции, функциональные возможности и потенциально на когнитивные процессы, связанные с самостоятельностью и повседневной деятельностью.

Данные свидетельствуют, что многокомпонентные программы могут обеспечивать более широкие и устойчивые адаптации, включая улучшение функциональных показателей, моторного контроля, большее участие в повседневной деятельности (ADL) и благоприятные изменения структуры и функций мозга (Di Liegro et al., 2019; El-Sayes et al., 2019; Ferrer-Uris et al., 2022).

Этот подход способствует устойчивой адаптации самостоятельности и повседневной деятельности. Он облегчает такие процессы, как распределение внимания и способность выполнять сложные инструкции, что имеет фундаментальное значение для социального участия и повседневной жизни людей с когнитивными трудностями.

Вид упражнений	Основной механизм	Прямая когнитивная польза
Кардиотренировки	Повышение уровня BDNF и улучшение перфузии.	Память, обучение и метаболическая эффективность.
Силовые тренировки	Ось «мышцы — мозг» (миокин/IGF-1).	Исполнительные функции, внимание и скорость обработки информации.
Многокомпонентные упражнения	Сенсомоторная интеграция.	Самостоятельность, выполнение инструкций и регуляция поведения.

Таблица 1. Связь между видами упражнений, нейробиологическими механизмами и когнитивными доменами, на которые оказывается положительное влияние. NeuronUP.

Значение физических упражнений для людей с когнитивными трудностями

Для людей с когнитивными трудностями физические упражнения приобретают особенно важное значение, поскольку их польза может выходить за пределы физической сферы и распространяться на когнитивную, эмоциональную и функциональную сферы. Речь идет не только об улучшении кардиореспираторной выносливости, силы или равновесия, но и о поддержке процессов, влияющих на качество жизни и взаимодействие с окружающей средой.

При структурированном, прогрессивном и адаптированном назначении физические упражнения могут стать инструментом поддержки для:

стимуляции внимания,
укрепления памяти,
улучшения способности выполнять инструкции,
облегчения регуляции поведения,
повышения самостоятельности в повседневных задачах.

Кроме того, они могут способствовать повышению самооценки, социального участия и ощущения собственной компетентности — аспектов, также являющихся частью общего благополучия.

Поэтому физические упражнения не следует рассматривать только как дополнительную активность, а следует воспринимать как стратегию с биологическим и функциональным обоснованием, которую можно включать в более широкие подходы к поддержке, обучению и реабилитации. Их потенциал заключается именно в соединении тела и мозга, движения и когнитивных функций, физического здоровья и человеческого развития.

Заключение: движение как путь к инклюзии и улучшению повседневного функционирования

Современные научные данные позволяют утверждать, что физические упражнения представляют собой гораздо больше, чем практику, направленную на телесную результативность. Благодаря таким механизмам, как нейрогенез, ангиогенез и синаптогенез, упражнения могут модулировать структуру и функции мозга, поддерживая такие когнитивные процессы, как внимание, память, обучение и исполнительные функции. Эти эффекты особенно важны для людей с когнитивными трудностями, у которых движение может стать конкретным путем повышения функциональности, самостоятельности и участия в повседневной жизни.

Следовательно, продвижение адаптированных, безопасных и основанных на доказательствах программ физических упражнений отвечает не только логике физического здоровья, но и более целостному представлению о человеческом развитии. Понимание связи между упражнениями, мозгом и когнитивными функциями открывает новые возможности для вмешательства, инклюзии и улучшения качества жизни групп населения, нуждающихся в специальной поддержке.

Библиография

Calvo, E. (2025). Трансформация мозга посредством движения: польза физических упражнений для людей с когнитивными трудностями [Доклад]. Первый форум Специальной Олимпиады, Сан-Хосе, Коста-Рика.
Currier, B. S., D’Souza, A. C., Fiatarone Singh, M. A., Lowisz, C. V., Rawson, E. S., Schoenfeld, B. J., Smith-Ryan, A. E., Steen, J. P., Thomas, G. A., Triplett, N. T., Washington, T. A., Werner, T. J., y Phillips, S. M. (2026). Позиционный документ American College of Sports Medicine: назначение силовых тренировок для мышечной функции, гипертрофии и физических показателей у здоровых взрослых: обзор обзоров. Medicine & Science in Sports & Exercise, 58(4), 851-872 .https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000003897.
Di Liegro, C. M., Schiera, G., Proia, P., y Di Liegro, I. (2019). Физическая активность и здоровье мозга. Genes, 10(9), 720 .https://doi.org/10.3390/genes10090720.
El-Sayes, J., Harasym, D., Turco, C. V., Locke, M. B., y Nelson, A. J. (2019). Вызванная физическими упражнениями нейропластичность: механистическая модель и перспективы стимулирования пластичности. The Neuroscientist, 25(1), 65-85 .https://doi.org/10.1177/1073858418771538.
Fernandes, J., Arida, R. M., y Gomez-Pinilla, F. (2017). Физические упражнения как эпигенетический модулятор пластичности мозга и когнитивных функций. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 80, 443-456 .https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.06.012.
Ferrer-Uris, B., Ramos, M. A., Busquets, A., y Angulo-Barroso, R. (2022). Может ли физическая нагрузка формировать ваш мозг? Обзор влияния аэробных упражнений на когнитивные функции и лежащих в основе нейрофизиологических механизмов. AIMS Neuroscience, 9(2), 150-174 .https://doi.org/10.3934/Neuroscience.2022009.
Feter, N., Alt, R., Dias, M. G., y Rombaldi, A. J. (2019). Как различные параметры физических упражнений модулируют нейротрофический фактор мозга у здоровых и нездоровых взрослых? Систематический обзор, метаанализ и метарегрессия. Science & Sports, 34(5), 293–304.https://doi.org/10.1016/j.scispo.2019.02.001
Maulik, P. K., Mascarenhas, M. N., Mathers, C. D., Dua, T., y Saxena, S. (2011). Распространенность интеллектуальной инвалидности: метаанализ популяционных исследований. Research in Developmental Disabilities, 32(2), 419-436 .https://doi.org/10.1016/j.ridd.2010.12.018.
Pedersen, B. K., y Febbraio, M. A. (2008). Мышца как эндокринный орган: внимание к интерлейкину-6 мышечного происхождения. Physiological Reviews, 88(4), 1379-1406 .https://doi.org/10.1152/physrev.90100.2007.
Vargas-Pacheco, A., y Correa-López, L. E. (2022). Упражнения как главный фактор мышечной пластичности и мышцы как эндокринного органа: последствия для хронических заболеваний. Revista de la Facultad de Medicina Humana, 22(1), 181-192 .https://doi.org/10.25176/RFMH.v22i1.4129.
World Health Organization. (2011). World report on disability .https://www.who.int/publications/i/item/9789241564182.

Часто задаваемые вопросы о физических упражнениях и нейропластичности

1. Как физические упражнения вызывают структурные изменения в мозге?

Упражнения действуют как биологическое вмешательство, активирующее три ключевых процесса: нейрогенез (образование нейронов в гиппокампе), ангиогенез (улучшение снабжения кислородом) и синаптогенез (укрепление нейронных связей). Эти механизмы оптимизируют синаптическую коммуникацию и обучение.

2. Какие молекулярные факторы опосредуют пластичность мозга во время движения?

Пластичность регулируется нейротрофическими факторами, такими как BDNF, необходимый для восстановления тканей, а также IGF-1/VEGF, влияющими на мышечную адаптацию и когнитивные функции. Кроме того, мышцы секретируют миокины, например иризин, обеспечивающие прямую коммуникацию между мышцами и мозгом.

3. Согласно рекомендациям ACSM 2026 года, как часто нужно заниматься физическими упражнениями?

В позиционном документе American College of Sports Medicine (ACSM) за 2026 год подчеркивается, что прогрессивные силовые тренировки следует выполнять не менее двух раз в неделю. Этот вид тренировок улучшает не только гипертрофию и мышечную мощность, но и в рамках хронических многокомпонентных программ способствует увеличению объема серого и белого вещества, улучшая мозговую перфузию и синаптическую эффективность.

4. Действительно ли физические упражнения могут улучшить долговременную память?

Да. Упражнения стимулируют пластичность гиппокампа — структуры, тесно связанной с памятью и обучением. Острые кардионагрузки могут временно повышать уровень BDNF и улучшать сиюминутную продуктивность, тогда как хронические упражнения способствуют более устойчивым структурным адаптациям, благоприятным для когнитивных функций в долгосрочной перспективе.

5. Какую пользу физические упражнения приносят людям с интеллектуальной инвалидностью?

Поскольку около 15% населения мира живет с какой-либо инвалидностью, физические упражнения представляют собой биологически обоснованную стратегию улучшения качества жизни. У людей с интеллектуальной инвалидностью физические упражнения стимулируют адаптивный компонент и поведенческое функционирование, уменьшают барьеры социального участия, способствуют самостоятельности и активируют сигнальные пути восстановления тканей у уязвимых групп.

6. Какой вид упражнений наиболее полезен для мозга?

И кардиотренировки, и силовые тренировки способны поддерживать когнитивные функции, однако многокомпонентные программы вызывают более глубокие адаптации. Они сочетают силу, равновесие и координацию, улучшая распределение внимания и способность выполнять сложные инструкции.

Острая кардионагрузка временно повышает BDNF, тогда как силовые тренировки и многокомпонентные программы вызывают более глубокие и устойчивые структурные адаптации серого и белого вещества. Их назначение должно быть структурированным, прогрессивным и адаптированным к потребностям каждого человека, чтобы они стали настоящим терапевтическим инструментом.

7. Кто такой специалист Edward Calvo и каково его влияние в Иберо-Америке?

M.Sc. Edward Calvo Porras — известный преподаватель и исследователь, получивший образование в Университете Коста-Рики, Испаноамериканском университете и Ибероамериканском университете Мексики. Его работа посвящена использованию физических упражнений для укрепления здоровья и нейрореабилитации особых групп населения. Недавно результаты его исследований были представлены на значимых региональных мероприятиях, например на Первом форуме Специальной Олимпиады в Сан-Хосе, Коста-Рика.