Eric Jensen | Hoàng Anh Đức dịch
Dấu hiệu nhận thức
Hệ tiền đình (vestibular) bên trong tai và hệ thống tiểu não (hoạt động của các cơ) là hệ thống giác quan trưởng thành đầu tiên. Trong hệ thống này, các kinh bán nguyệt (semicircular canals) bên trong tai và hệ thống tiền đình hạt nhân là nguồn thu thập và phản hồi các thông tin cho các hoạt động. Xung thần kinh đi qua các vùng của não, bao gồm hệ thống thị giác và cảm giác xúc giác (sensory cortex). Hệ tiền đình hạt nhân được điều khiển bởi tiểu não và cũng kích hoạt hệ thống mạng lưới gần phần phía trên tuyến chính của não. Sự tương tác này giúp chúng ta giữ thăng bằng, biến suy nghĩ thành hành động và phối hợp chuyển động. Đó là lí do tại sao giá trị trong những hoạt động ngoài sân chơi là kích thích những chuyển động của hệ thống bên trong tai thông qua những hoạt động như đánh đu, lăn, nhảy. Một thói quen hoàn chỉnh có thể bao gồm: quay tròn (spinning), bò (crawling), lăn (rolling), đu đưa (rocking), nhào lộn (tumbling) và chỉ trỏ (pointing).
Dấu hiệu chức năng
Gần đây, cơ sở dữ liệu MEDLINE đã cho thấy có hơn 33,000 bài báo khoa học liên quan đến chủ đề tập thể dục, và phần lớn trong số các bài báo đều khẳng định giá trị của hoạt động này. Một nghiên cứu cho thấy rằng những người tập thể dục có khối lượng vỏ não lớn hơn nhiều so với những người không thực hiện hoạt động này (Anderson, Eckburg, & Relucio, 2002)[1]. Hoạt động sinh học đơn giản cung cấp một liên kết rõ ràng giữa hoạt động và rèn luyện kĩ năng. Oxygen là một yếu tố thiết yếu trong hoạt động chức năng của não, và tăng lưu lượng lưu thông oxy cho não. Hoạt động vật lí là một cách thức đáng tin cậy để tăng lưu lượng máu, do vậy, oxy lên đến não.
Trong thí nghiệm của William Greenough tại trường đại học Illinois, những con chuột được tập luyện trong những môi trường phong phú có một số lượng lớn kết nối các neuron thần kinh hơn những con khác. Chúng cũng có nhiều mao mạch xung quanh tế bào thần kinh của não hơn những con ít vận động (Greenough & Anderson, 1991)[2]. Một nghiên cứu khác cũng cho thấy rằng việc đi bộ nhanh có thể dẫn đến việc gia tăng nhịp tim, hoạt động điện não đồ và kích thích hóa chất não nhiều hơn (Martin, et al., 1992)[3]. Việc đứng (standing) có thể tăng nhịp tim, (do đó, máu lưu thông) khoảng 5-8% chỉ trong vài giây (Krock & Hartung, 1992)[4]. Cuối cùng, một nghiên cứu có kết luận chắc chắn: bằng chứng từ các thí nghiệm trên động vật cho thấy tập thể dục tự nguyện ảnh hưởng đến những gen cải thiện việc học tập và trí nhớ (Tong, et al.,, 2001)[5]. Sự cải thiện này gia tăng ảnh hưởng của gen qua nhiều yếu tố hỗ trợ quá trình mã hóa và chuyển đổi dữ liệu, cấu trúc các khớp thần kinh, và độ dẻo của các tế bào thân kinh, tạo điều kiện cho quá trình học tập.
Các ứng dụng trường học
Thực tế đáng kinh ngạc, rằng hơn 68% học sinh trung học ở Hoa Kì không tham gia vào một chương trình giáo dục thể chất nào hàng ngày (Grunbaum et al., 2009)[6]. Tại sao chúng ta nên quan tâm tới vấn đề này như vậy? Bởi vì trong cùng cách thức mà việc tập thể dục định hình những bó cơ, tim, phổi, và xương, nó cũng tăng cường hạch nền (basal ganglia), tiểu não và thể chai (vùng liên kết hai bán cầu não phải và trái) (corpus callosum) – tất cả đều là những vùng quan trọng của não. Chúng ta biết rằng việc tập thể dục cung cấp oxy cho não, đồng thời cũng cung cấp cho cả tiểu não để tăng lượng kết nối giữa các tế bạo thần kinh. Điều đáng ngạc nhiên nhất chính là việc tập thể dục được coi là cách thức để tăng sự phát triển của những tế bào thần kinh mới (Van Praag et al., 1999)[7]. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc tạo mới và phát triển các tế bào thần kinh (neurogenesis) sẽ dẫn đến việc tăng trưởng của quá trình nhận thức, trí nhớ tốt hơn và giảm khả năng bị trầm cảm (Kempermann, 2002)[8].
Hỗ trợ cho giờ ra chơi, và giáo dục thể chất
Nhà nghiên cứu Terrence Dwyer là một trong số rất nhiều người đã tiến hành những nghiên cứu cho thấy rằng tập thể dục hỗ trợ hiệu quả việc học tập. Nghiên cứu của ông đã chỉ ra rằng, việc tập thể dục giúp ích cho việc cải thiện hành vi trong lớp học và kết quả học tập (Dwyer, et al., 2003)[9] và rằng ngay cả khi nhóm thí nghiệm tập luyện nhiều hơn gấp bốn lần mỗi tuần so với những nhóm khác (375 phút so với 90 phút) thì những “mất mát” về mặt thời gian của họ không biến thành những điểm số học tập thấp hơn (Dwyer, Blizzard, & Dean, 1996)[10]. Nghiên cứu của ông tiết lộ thêm rằng, các kĩ năng xã hội được cải thiện trong các nhóm tập thể dục nhiều hơn. Một nghiên cứu khác (Donovan & Andrew, 1986)[11] đã chỉ ra rằng, những sinh viên tham gia vào chương trình giáo dục thể chất hàng ngày không chỉ có sự phát triển khỏe mạnh về các cơ, mà còn có thành tích học tập tốt hơn và một thái độ học tập tốt hơn những sinh viên không tham gia hàng ngày.
Việc chơi (play) của con người đã được nghiên cứu khá nghiêm ngặt. Một số nghiên cứu cho thấy rằng, sinh viên sẽ đẩy mạnh được quá trình học những kiến thức mang tính học thuật thông qua các trò chơi, còn gọi là những hoạt động chơi (Silverman, et al., 1995)[12]. Nhiều nhà nghiên cứu nhận thức, ban đầu bỏ qua việc chơi, đưa ra giả thuyết rằng nó không có ý nghĩa gì với sự phát triển trí tuệ. Đó là quan niệm sai lầm chết người. Nhiều hoạt động định hướng việc chơi có khả năng cải thiện nhận thức bao gồm:
- Tập thể dục (thói quen thể dục nhịp điệu, chạy, đuổi theo, nhảy).
- Trò chơi đồng đội (bóng đá, bóng đá, đấu vật).
- Chơi 1 mình (làm câu đố, thao tác với đồ vật).
- Các hoạt động học tập ngoài trời (đào, quan sát côn trùng).
- Những trò chơi mang tính cạnh tranh (cổ vũ).
- Trò chơi xây dựng (xây dựng với các khối, xây dựng mô hình).
- Trò chơi khám phá (trốn tìm).
- Trò chơi chức năng (chơi có mục đích, chẳng hạn như thực hành một kĩ năng mới).
- Trò chơi cạnh tranh cá nhân (bắn bi, điền kinh, nhảy lò cò).
- Các hoạt động nhóm không mang tính cạnh tranh (múa, đóng kịch).
- Đi bộ (ngoài trời, trong nhà).
Chơi, giờ ra chơi, và giáo dục thể chất là yếu tố cần thiết cho sự phát triển của não. Dưới đây là một số lợi ích của việc tập thể dục:
- Khiến người học mắc sai lầm mà không gây “chết người” (lethal) (ít bối rối hơn, và vui vẻ hơn một lớp học truyền thống)
- Tăng cường quá trình học tập (Fordyce & Wehner, 1993)[13].
- Cải thiện khả năng xử lý stress bằng cách “đào tạo” cơ thể khả năng phục hồi nhanh hơn từ việc tăng hooc môn adrenaline[14] kết hợp với yêu cầu hoạt động thể chất … và môi trường lớp học.
- Kích thích sự giải phóng của BDNF, nhân tố lấy dinh dưỡng cho thành phần tiểu não (Kesslak, et al., 1998)[15]. Chất tự nhiên này giúp tăng cường nhận thức bằng cách tăng cường khả năng của các neuron thần kinh tương tác với các tế bào khác
- Nâng cao các kĩ năng xã hội, trí thông minh cảm xúc và khả năng giải quyết xung đột.
- Làm tăng catecholamine (hóa chất trong não như norepinephrine và dopamine), thường phục vụ để tăng năng lượng và khiến tâm trạng phấn khích (Chaouloff, 1989)[16].
Mặc dù nhiều nhà giáo dục biết về mối liên hệ giữa việc học tập và vận động, nhưng hầu như đều bác bỏ các hoạt động khi trẻ chưa vượt quá lớp 1 hoặc lớp 2. Tuy nhiên, mối liên hệ giữa vận động và quá trình học tập là rất mạnh mẽ, có khả năng lan tỏa trong cuộc sống – và xúc cảm được hòa trộn là điều tốt. Các nhà giáo dục thường phân cách sự vận động, xúc cảm và tư duy thành các phần riêng biệt. Sinh viên có thể cảm thấy khó xử nếu họ muốn thể hiện xúc cảm hoặc di chuyển trong khi giáo viên muốn họ tĩnh lặng và suy nghĩ. Giáo viên cần nhận ra rằng, những gì người học đang cảm giác chỉ đơn giản là sự tích hợp lành mạnh của trí óc và cơ thể.
Cách lí giải cũ và mới về mối quan hệ giữa trí óc và cơ thể
(Nội dung text trong cả 2 hình: Nhận thức, Cảm xúc, Chuyển động
Hình trên: Mô hình cũ, theo hướng phân tách
Hình dưới: Mô hình mới, theo hướng tích hợp )
Gợi ý thực tiễn
Một trong số những điều thông minh nhất giáo viên có thể làm là làm những điều đơn giản nhất. Khi chúng ta giữ lại những sinh viên tích cực, chúng ta giữ cho năng lượng của họ lên mức cao hơn và cung cấp cho não của họ lượng máu giàu oxy cần thiết cho hiệu suất hoạt động cao nhất. Những giáo viên khăng khăng rằng sinh viên nên ngồi yên trong toàn thời gian ở lớp học không phải là tối ưu quá trình học tập. Những nhà giáo dục có mục đích nên tích hợp các hoạt động vận động trong việc học hàng ngày: không chỉ là qua các hoạt động lớp học, mà còn trong chuỗi hoạt động hàng ngày, đi bộ, nhảy, đóng kịch, đổi ghế, và giáo dục thể chất. Trong thực tế, Larry Abraham tại Khoa Khoa học vận động (Department of Kinesiology) tại Đại học Texas-Austin nói rằng, “Lớp học của các giáo viên nên có vài đứa trẻ di chuyển”.
Các nhà giáo dục nên gắn kết toán học, địa lí, kĩ năng xã hội, đóng vai, khoa học và giáo dục thể chất với nhau. Đừng chờ đợi sự kiện đặc biệt. Dưới đây là một vài ví dụ về sử dụng chiến lược:
Thiết lập mục tiêu vận động. Hãy bắt đầu lớp học với một hoạt động mà tất cả thành viên có thể ghép cặp. Sinh viên có thể diễn tả mục tiêu của mình bằng điệu bộ hoặc chơi trò chơi đố chữ với bạn, hoặc các cặp có thể đi tự do trong một khoảng thời gian ngắn để thiết lập mục tiêu. Yêu cầu sinh viên trả lời 3 câu hỏi trọng tâm như sau:
- Mục tiêu của tôi cho ngày hôm nay và trong năm nay là gì?
- Tôi cần phải làm gì hôm nay và tuần này tại lớp học này để đạt được mục tiêu của mình?
- Tại sao là quan trọng đối với tôi để đạt được mục tiêu ngày hôm nay?
Bạn có thể sáng tạo ra các câu hỏi khác hoặc yêu cầu học sinh tạo ra một số câu hỏi của riêng họ.
Diễn kịch và đóng vai. Hãy để lớp học của bạn quen với việc hàng ngày hoặc ít nhất hàng tuần chơi trò đóng vai. Cho phép sinh viên chơi trò đố chữ để xem lại các ý tưởng chính. Sinh viên có thể làm một vở kịch câm để trình bày một điểm quan trọng.
Hoạt động mạnh (Energizers) Hoạt động mạnh có thể (1) làm tăng huyết áp và mức epinephrine của những người học buồn ngủ, (2) giảm cảm giác bồn chồn trong người học đứng ngồi không yên, và (3) củng cố nội dung. Sử dụng cơ thể để đo lường những thứ xung quanh căn phòng và báo cáo kết quả. Ví dụ, “Chiếc tủ này dài 99 đốt ngón tay.” Chơi một trò chơi Simon Says được xây dựng với nội dung: “Simon nói điểm phía nam. Simon nói chỉ năm nguồn thông tin khác nhau trong căn phòng này. “…
Trò chơi nhanh (Quick games). Sử dụng trò chơi để xem lại, xây dựng vốn từ vựng, kể chuyện, hay tự tiết lộ. Yêu cầu học sinh viết lại lời bài hát cho ca khúc quen thuộc theo cặp hoặc theo nhóm. Các từ mới trong bài hát có thể cung cấp một nội dung đánh giá mới. Sau đó có các sinh viên thực hiện bài hát với vũ đạo. Chơi một trò chơi mà trong đó tất cả mọi người lựa chọn một đối tác và một chủ đề từ một danh sách các chủ đề mà mọi học sinh đều được học. Mỗi người đưa ra ý kiến về chủ đề của mình. Mục đích là để mỗi học sinh để thuyết phục một đối tác trong 30 giây về việc tại sao chủ đề của mình là quan trọng hơn.
Trải dài (Stretching). Hãy để mở lớp học, hoặc bất cứ khi nào bạn và sinh viên của bạn cần nhiều oxy hơn, hãy để mọi người làm một điều gì đó kéo dài. Yêu cầu những sinh viên dẫn đầu của tất cả các nhóm hãy làm những hoạt động trải dài theo cách riêng của họ. Cho phép sinh viên làm những công việc nhỏ trong lớp học trong một khoảng thời gian đặc biệt. Cung cấp cho sinh viên những việc lặt vặt để làm, cho một sợi dây nhảy có sẵn, hoặc đơn giản chỉ cho họ đi bộ xung quanh phía sau lớp học, miễn là họ không làm phiền các sinh viên khác.
Giáo dục thể chất và giờ nghỉ giải lao. Chúng ta có thể nhìn thấy minh chứng rõ ràng rằng những hoạt động giáo dục thể chất và trong giờ giải lao khiến trường học trở nên thú vị với nhiều sinh viên, và có thể giúp tăng cường hiệu suất học tập. 30 phút mỗi ngày, 3 đến 5 ngày một tuần sẽ làm cho công việc trở nên thuận lợi hơn (Tomporowski, 2003).
Giáo viên cũng nên đảm bảo rằng giờ giải lao bao gồm một số hoạt động – không đứng xung quanh trong lúc giải lao! Giải lao có thể bao gồm đi bộ nhanh, hoặc chơi những trò chơi đòi hỏi năng lượng cao McNaughten & Gabbard, 1993). Việc giải lao phải kéo dài 30 hoặc 40 phút để tối đa hóa hiệu quả quá trình nhận thức (Gabbard & Shea, 1979). Giải lao vào buổi trưa và đầu giờ chiều mang lại nhiều lợi ích cho sinh viên hơn giờ giải lao vào sáng sớm (McNaughten & Gabbard, 1993).
Minh chứng từ dữ liệu hình ảnh, giải phẫu, các dữ liệu lâm sàng cho thấy rằng việc tập thể dục không chỉ nâng cao nhận thức mà còn làm tăng số lượng các tế bào não. Nó có thể làm giảm khả năng béo phì ở trẻ em, hỗ trợ quá trình học tập. Chính vì vậy, chúng ta cần phân bố những nguồn lực tốt để khai thác sức mạnh tiềm ẩn của các hoạt động vận động, hoạt động thể thao, đặc biệt khi vấn đề này ngày càng được nghiên cứu phổ biến ở những nhà khoa học nghiên cứu về não.
[1] Anderson, B. J., Eckburg, P. B., & Relucio, K. I. (2002). Alterations in the thickness of motor cortical subregions after motor-skill learning and exercise. Learning & memory, 9(1), 1-9.
[2] Greenough, W. T., & Anderson, B. J. (1991). Cerebellar synaptic plasticity relation to learning versus neural activity. Annals of the New York Academy of Sciences, 627(1), 231-247.
[3] Martin, S. J., Kelly, I. W., & Saklofske, D. H. (1992). Suicide and lunar cycles: a critical review over 28 years. Psychological reports, 71(3), 787-795.
[4] Krock, L. P., & Hartung, G. H. (1992). Influence of post-exercise activity on plasma catecholamines, blood pressure and heart rate in normal subjects. Clinical Autonomic Research, 2(2), 89-97.
[5] Tong, L., Shen, H., Perreau, V. M., Balazs, R., & Cotman, C. W. (2001). Effects of exercise on gene-expression profile in the rat hippocampus. Neurobiology of disease, 8(6), 1046-1056.
[6] Franzini, L., Elliott, M. N., Cuccaro, P., Schuster, M., Gilliland, M. J., Grunbaum, J. A., … & Tortolero, S. R. (2009). Influences of physical and social neighborhood environments on children’s physical activity and obesity. American journal of public health, 99(2), 271-278.
[7] Van Praag, H., Kempermann, G., & Gage, F. H. (1999). Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. Nature neuroscience, 2(3), 266.
[8] Kempermann, G., Gast, D., & Gage, F. H. (2002). Neuroplasticity in old age: sustained fivefold induction of hippocampal neurogenesis by long‐term environmental enrichment. Annals of neurology, 52(2), 135-143.
[9] Scheuer, L. J., & Mitchell, D. (2003). Does physical activity influence academic performance. The New PE and Sport Dimension, 12.
[10] Dwyer1, T., Blizzard, L., & Dean, K. (1996). Physical activity and performance in children. Nutrition reviews, 54(4), S27-S31.
[11] Donovan, A., Oddy, M., Pardeo, R., & Ades, A. (1986). Employment status and psychological well‐being: a longitudinal study of 16‐year‐old school leavers. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 27(1), 65-76.
[12] Ginsburg, G. S., Silverman, W. K., & Kurtines, W. K. (1995). Family involvement in treating children with phobic and anxiety disorders: A look ahead. Clinical Psychology Review, 15(5), 457-473.
[13] Fordyce, D. E., & Wehner, J. M. (1993). Physical activity enhances spatial learning performance with an associated alteration in hippocampal protein kinase C activity in C57BL/6 and DBA/2 mice. Brain research, 619(1-2), 111-119.
[14] Hooc môn tiết ra từ thượng thận làm tăng huyết áp, tim đập nhanh và hoạt động như một nhân tố truyền tín hiệu thận kinh khi cơ thể bị căng thẳng hay gặp nguy hiểm
[15] Kesslak, J. P., So, V., Choi, J., Cotman, C. W., & Gomez-Pinilla, F. (1998). Learning upregulates brain-derived neurotrophic factor messenger ribonucleic acid: a mechanism to facilitate encoding and circuit maintenance?. Behavioral neuroscience, 112(4), 1012.
[16] Chaouloff, F. (1989). Physical exercise and brain monoamines: a review. Acta Physiologica Scandinavica, 137(1), 1-13.
