Expert/innen empfehlen, dass sich Kinder jeden Tag mindestens 60 Minuten lang mittelmäßig bis intensiv bewegen. Warum? Diese Aktivitäten sind wichtig für die Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems. Bewegung für Kinder ist aber auch aus anderen Gründen wichtig. Sie scheint das Wachstum des Gehirns anzuregen. Es hilft Kindern, sich zu konzentrieren und Pläne einzuhalten. Vielleicht fällt es Kindern sogar leichter, zu lernen.
Wo sind die Beweise?
Es beginnt mit Experimenten an Mäusen.
Der Zusammenhang zwischen Bewegung und dem Gehirn
Forscher/innen wollten wissen, wie sich regelmäßiges Ausdauertraining auf das Gehirn auswirken könnte. Also setzten sie Mäuse verschiedenen Lebensumständen aus:
- Einige Mäuse wurden nach dem Zufallsprinzip in Käfigen mit Laufrädern untergebracht. Diese Mäuse durften rennen, wann immer sie wollten.
- Andere Mäuse wurden nach dem Zufallsprinzip in Käfige gesteckt, die keine Laufräder hatten. Sie konnten in ihren Käfigen herumlaufen und mit ihren Käfiggenossen spielen. Aber sonst nichts.
Was passierte?
Die Mäuse, die Laufräder zur Verfügung hatten, nutzten die Gelegenheit, um sich zu bewegen. Und im Vergleich zu ihren weniger aktiven Artgenossen zeigte sich ein dramatischer Unterschied im Hippocampus – einem Teil des Gehirns, der mit Lernen und Gedächtnis zu tun hat.
Die Forscher/innen untersuchten insbesondere eine Struktur des Hippocampus, den Gyrus dentatus, in dem Erinnerungen gebildet und gefestigt werden. Der Unterschied?
Die körperlich aktiven Mäuse hatten mit der Zeit mehr neue Gehirnzellen gebildet. Nach 4 Wochen hatten sie doppelt so viele neue Gehirnzellen im Gyrus dentatus wie die weniger aktiven Mäuse.
Es gab außerdem Unterschiede in der Leistungsfähigkeit.
Die Mäuse, die sich viel bewegt hatten, zeigten bessere Leistungen bei einer räumlichen Lernaufgabe.
Und in einem Folgeexperiment stellten die Wissenschaftler/innen fest, dass sich die Neuronen der körperlich aktiven Mäuse anders verhielten. Sie konnten längere Phasen der Langzeitpotenzierung durchhalten, ein Prozess, der die Vernetzung der Neuronen stärkt.
Wie sind diese Veränderungen zu erklären? Wie kann Bewegung diese Auswirkungen haben?
Sport verbessert bekanntlich die Stimmung. Vielleicht lernen Tiere also besser, wenn sie sich besser fühlen.
Doch es gibt noch mehr zu bedenken.
Ausdauertraining stärkt das Herz-Kreislauf-System, was wiederum das Wachstum neuer Blutgefäße fördert und die Durchblutung des Gehirns verbessert.
Und jahrzehntelange Forschung bestätigt, dass Ausdauertraining:
- den Spiegel des Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) erhöht, eine Substanz, die für das Wachstum von Gehirnzellen wichtig ist;
- die Neurogenese (die Entstehung neuer Neuronen) anregt und
- die Ausprägung von Genen mobilisiert, von denen man annimmt, dass sie die „Formbarkeit“ des Gehirns verbessern – die Fähigkeit des Gehirns, neue Verbindungen zu bilden und alte zu ändern.
Wie sieht es also mit Sport bei Kindern aus? Welche Auswirkungen hat Bewegung auf das junge menschliche Hirn?
Ein Großteil der Forschung über Bewegung und Gehirnfunktion hat sich auf Tiere konzentriert. Doch Wissenschaftler/innen haben auch Beweise dafür gefunden, dass Bewegung eine Auswirkung auf die Gehirne von Kindern hat.
Betrachten wir zum Beispiel den Hippocampus, den Teil des Gehirns, der bei Mäusen auf Bewegung reagiert.
Bei Kindern sehen wir ein faszinierendes Muster: Je fitter ein Kind ist, desto größer ist sein Hippocampus. Und das ist nicht nur eine Frage des Gehirnvolumens. Es gibt auch einen Zusammenhang zum Lernen und zum Gedächtnis.
In einer Studie untersuchten Forscher/innen die Fitness von Teenagern, indem sie ihren maximalen Sauerstoffverbrauch während eines Trainings maßen.
Zudem untersuchten sie die Gehirne der Jugendlichen mit Hilfe eines fMRT („funktionelle Magnetresonanztomographie“) und stellten die Kinder vor eine räumliche Lernaufgabe.
Wie haben die Kinder abgeschnitten? Die körperlich fitten Teenager hatten nicht nur ein größeres Volumen des Hippocampus. Sie schnitten auch bei der räumlichen Lernaufgabe besser ab.
In einer weiteren Studie unterzogen die Forscher/innen 9- und 10-jährige Kinder einem Test auf dem Laufband, um die körperliche Fitness zu ermitteln. Anschließend baten sie die Kinder, sich neue Orte auf einer Karte zu merken.
Beim ersten Einprägen lernten die Kinder gleich gut, ungeachtet ihrer körperlichen Fitness. Doch als man am nächsten Tag die Merkfähigkeit der Kinder testete, schnitten die sportlichen Kinder besser ab als die Kinder, die sich weniger bewegten.
Außerdem gibt es Belege für die „exekutive Funktion“ – der Fähigkeiten, die wir nutzen, um uns zu konzentrieren, zu planen und den Überblick über sich ändernde Bedingungen zu behalten.
Die exekutive Funktion ist eine kognitive Fähigkeit, mit der wir unser Verhalten kontrollieren.
Sie ermöglicht es uns, aufmerksam zu sein, uns zu konzentrieren und Informationen im Arbeitsgedächtnis zu koordinieren.
Sie hilft uns, unsere Impulse zu bändigen und uns an einen Plan zu halten.
Außerdem hilft sie uns, neue Probleme zu lösen und uns schnell an neue Regeln anzupassen.
Wie zu erwarten, steht die exekutive Funktion mit besseren schulischen Leistungen in Verbindung. Sie steht auch im Zusammenhang mit besseren finanziellen und psychischen Entwicklungen.
Zudem gibt es Grund zur Annahme, dass körperliche Fitness unsere exekutive Funktion verbessern kann. Woran liegt das?
Um das zu verstehen, schauen wir uns eine Methode zur Messung der exekutiven Funktion genauer an – die sogenannte „Flanker-Aufgabe“.
Die Flanker-Aufgabe: Wie Forscher/innen deine Fähigkeit messen, dich zu konzentrieren und Ablenkungen auszublenden.
Das funktioniert so.
Ich zeige dir ein Bild von einer Reihe Fischen und bitte dich, durch Drücken eines Knopfes anzugeben, ob der mittlere Fisch nach links oder nach rechts zeigt.
Das ist nicht schwer, oder? Vor allem, wenn sowohl der mittlere Fisch als auch die umliegenden Fische (Flanker) in die gleiche Richtung zeigen.
Aber bei der typischen Flanker-Aufgabe musst du dir sehr viele Bilder ansehen, und manchmal siehst du Bilder, bei denen der mittlere Fisch und die umliegenden Fische in entgegengesetzte Richtungen zeigen:
Du siehst also, wie kniffelig das wird. Die Richtung des mittleren Fisches ändert sich nicht nur – unvorhersehbar – von einem Bild zum nächsten.
Es gibt auch viele „inkongruente“ Versuche, bei denen die umliegenden Fische in die entgegengesetzte Richtung zeigen und dich dadurch ablenken.
Und bei diesen Versuchen neigen wir besonders häufig zu Fehlern. Wenn wir sehen, dass alle Flanken nach rechts zeigen, ist unser erster Impuls vielleicht, den „rechten“ Knopf zu drücken, auch wenn das die falsche Antwort wäre.
Um bei der Flankenaufgabe gut abzuschneiden, müssen wir uns
- konzentrieren,
- unwichtige Details herausfiltern und
- unsere sofortigen, spontanen Reaktionen unterdrücken.
Das ist die klassische exekutive Funktion. Wer schneidet also bei der Flankenaufgabe gut ab?
Ich habe bereits erwähnt, dass die exekutive Funktion mit besseren schulischen Leistungen in Verbindung steht, und das gilt auch für die Flanker-Aufgabe. Kinder, die beim Flankertest gut abschneiden, haben tendenziell auch bessere Noten in Mathematik und Sprache.
Übrigens: Kampfjet-Piloten haben eine höhere Treffsicherheit bei der Flanker-Aufgabe.
Aber was uns hier wirklich interessiert, ist eine andere Kategorie – Kinder, die körperlich fit sind.
Kinder, die körperlich fit sind, arbeiten bei der Flanker-Aufgabe präziser, und auch ihr Gehirn reagiert anders: Die Kinder mit einem höheren Fitnesslevel stellen mehr Gehirnressourcen für die Aufmerksamkeit und das Arbeitsgedächtnis während der Flankenaufgabe zur Verfügung.
Wir haben also eine Menge faszinierender Ergebnisse. Können wir daraus schließen, dass körperliche Fitness das Wachstum des Gehirns fördert? Lern- und Gedächtnisverbesserungen? Verbesserungen der exekutiven Funktion?
Das Problem ist, dass diese Studien nur Zusammenhänge aufzeigen. Sie können keine Ursachen beweisen. Dafür benötigen wir randomisierte, kontrollierte Experimente. Und in letzter Zeit gab es mehrere davon.
Immer mehr Beweise: Was Experimente über den kognitiven Nutzen von Bewegung bei Kindern aussagen
Zunächst gibt es Hinweise dafür, dass eine einzige Einheit Ausdauersport sofortige, kurzfristige Verbesserungen bewirkt.
In einem Experiment mit 40 Kindern im Alter zwischen 8 und 10 Jahren führten die Forscher/innen den Flankentest zwei Mal durch:
- einmal, nachdem die Kinder Sport getrieben hatten (20 Minuten auf dem Laufband), und
- einmal, nachdem die Kinder eine sitzende Tätigkeit ausgeübt hatten (20 Minuten Lesen).
Die Kinder absolvierten die Tests jeweils an einem anderen Tag, wobei die Reihenfolge zufällig gewählt wurde. Das heißt, dass die eine Hälfte der Kinder zuerst Sport machte und die andere Hälfte las.
War die Reihenfolge wichtig? Hatte sie einen Einfluss auf die Leistung der Kinder bei der Flankenaufgabe?
Ja, das hatte sie.
Die Kinder machten weniger Fehler, wenn sie den Test unmittelbar nach der Bewegung absolvierten. Sie zeigten zudem Gehirnaktivitäten, die auf eine gesteigerte Aufmerksamkeit und ein besseres Arbeitsgedächtnis schließen lassen.
Diese Verbesserungen zeigten sich sowohl bei Kindern mit normalem Entwicklungsstand als auch bei Kindern, die mit ADHS diagnostiziert wurden. Kinder mit ADHS erlebten jedoch einen zusätzlichen, besonderen Effekt:
Nach der Bewegung reagierten sie eher auf ihre Fehler, indem sie ihr Tempo reduzierten – eine sinnvolle Vorgehensweise, um zukünftige Fehler zu vermeiden.
Nachfolgende Studien haben gezeigt, dass Kinder, die normalerweise Schwierigkeiten mit der Flankenaufgabe haben, ebenfalls davon profitieren.
Es wurde auch festgestellt, dass Kinder mit ADHS bei anderen Tests der exekutiven Funktion besser abschneiden, z. B. bei Tests, in denen sich das Regelwerk ständig ändert, und bei Tests, die das Arbeitsgedächtnis beanspruchen.
Es gibt zudem Nachweise für langfristige Auswirkungen.
Im 21. Jahrhundert haben Forscher/innen eine Reihe von Studien durchgeführt, bei denen einige Kinder nach dem Zufallsprinzip ausgewählt wurden um täglich ein körperliches Training zu absolvieren.
In der Regel umfassen die Trainingseinheiten 40 bis 70 Minuten mittelschwere bis intensive körperliche Aktivität, fünfmal pro Woche. Die Maßnahme erstreckte sich über viele Wochen, bevor die Kinder hinsichtlich ihrer kognitiven Fortschritte untersucht wurden.
Nehmen wir zum Beispiel eine Studie mit 94 übergewichtigen Schulkindern (im Alter von sieben bis elf Jahren, mit einem BMI über der 85. Perzentile).
Die Forscher/innen teilten jedes Kind nach dem Zufallsprinzip einer von drei Gruppen zu:
- eine „Hochleistungsgruppe“, die sich täglich 40 Minuten lang im Ausdauertraining übte (eine Aktivität, die die Herzfrequenz der Kinder bei oder über 150 Schlägen pro Minute hielt);
- eine „geringen Menge“ an Bewegung, die ein ähnliches Training absolvierte, aber nur 20 Minuten pro Tag; und
- eine Kontrollgruppe.
Nach 15 Wochen untersuchten die Forscher/innen die kognitiven Fähigkeiten der Kinder. Die Ergebnisse?
Kinder, die Sport trieben, zeigten größere Verbesserungen bei der exekutiven Funktion, nämlich bei der Fähigkeit, einen Plan zu schmieden – und zu befolgen. Dies galt jedoch nur für die Kinder der „Höchstleistungsgruppe“.
Die Kinder, die an der „geringen Menge“ Sport teilnahmen, unterschieden sich nicht wesentlich von den Kindern der Kontrollgruppe.
In einer Folgestudie mit 171 Kindern kamen die Forscher/innen zu ähnlichen Ergebnissen: Eine intensive Bewegung führte zu einer Verbesserung der Planungsfähigkeit. Bei geringer Bewegung war das nicht der Fall.
Andere Langzeitstudien, die von verschiedenen Forscherteams durchgeführt wurden, ergaben, dass ein hohes Maß an täglichem Ausdauertraining Kindern auch bei anderen Aspekten der exekutiven Funktion helfen kann.
In einer randomisierten Studie mit mehr als 220 Schulkindern (im Alter von sieben bis neun Jahren) schnitten die Kinder, die jeden Tag nach der Schule 60 Minuten Sport trieben, bei der Flanker-Aufgabe besser ab.
Sie zeigten auch eine höhere kognitive Flexibilität – die Fähigkeit, zwischen Aufgaben zu wechseln und dabei Geschwindigkeit und Genauigkeit beizubehalten.
Außerdem gibt es Hinweise darauf, dass regelmäßiger Sport die Leistung des Arbeitsgedächtnisses verbessert.
In einer Studie haben Forscher/innen 71 Schulkinder (im Alter von neun bis 10 Jahren) nach dem Zufallsprinzip einer von drei Gruppen zugewiesen:
- Herz-Kreislauf-Training (z. B. Joggen und Laufspiele);
- motorisches Training (z. B. Ballspiele, Speed Ladder Drills); oder
- akademische Förderung (Unterstützung bei den Hausaufgaben).
Alle Kinder verbrachten drei Tage pro Woche 45 Minuten mit den ihnen zugewiesenen Aktivitäten. Nach zehn Wochen untersuchten die Forscher/innen die Leistungsfähigkeit ihrer Arbeitsgedächtnisse.
Die Kinder in den beiden Gruppen mit körperlicher Betätigung – Herz-Kreislauf und Motorik – verbesserten ihr Arbeitsgedächtnis.
Die Kinder in der körperlich inaktiven Kontrollgruppe (betreute Hausaufgaben) zeigten keine Verbesserungen.
Die Ergebnisse stimmen mit anderen Studien überein, in denen Kinder, die an Sportprogrammen teilnahmen, mit Kindern verglichen wurden, die auf der Warteliste standen. Sowohl bei kleineren Kindern als auch bei Jugendlichen führt tägliche Bewegung zu einer verbesserten Leistung bei Aufgaben des Arbeitsgedächtnisses.
Hat jede Studie Vorteile bewiesen?
Nein. Aber wenn die Forscher/innen die allgemeine Tendenz der Studien analysierten – und sich auf die Studien mit den besten Verfahren konzentrierten – kamen sie zu demselben Ergebnis:
Es gibt ziemlich eindeutige Beweise dafür, dass regelmäßiges, häufiges und intensives Training (z. B. 40 Minuten mittelschwere bis intensive körperliche Aktivität mindestens drei bis fünf Mal pro Woche) die kognitiven Fähigkeiten von Kindern verbessern kann.
Wie sieht es mit den schulischen Leistungen aus? Hat Sport einen messbaren Einfluss auf die Noten? Auf die Testergebnisse?
Bewegung und schulische Leistungen
Nun befinden wir uns auf unklarerem Terrain.
Es gibt gute Studien, in denen ein Zusammenhang zwischen körperlicher Fitness und besseren schulischen Leistungen hergestellt wurde. In einer Studie mit 570 Schulkindern erzielten Kinder, die körperlich fit waren, tendenziell bessere Noten in Mathematik und Sprache.
Es gibt auch Studien, die belegen, dass kurze sportliche Betätigungen zu einer unmittelbaren, kurzfristigen Verbesserung der schulischen Leistungen beitragen.
In experimentellen Studien steigerte zum Beispiel eine 20-minütige körperliche Betätigung die Leistungen der Kinder bei Lese-, Rechtschreib- und Rechentests.
Und einige Studien belegen den Nutzen von langfristigen Fitnessprogrammen.
In einem dieser Experimente mit hochdosierter und niedrig dosierter Bewegung zeigten übergewichtige Schulkinder (im Alter von sieben bis elf Jahren) nach drei Monaten eine Verbesserung ihrer Leistungen in Mathematik.
Doch insgesamt ist es eine durchwachsene Angelegenheit.
Allein die Verlängerung des Sportunterrichts scheint keine nachhaltige Wirkung auf die schulischen Leistungen der Kinder zu haben. Einige Untersuchungen deuten darauf hin, dass es Kindern im Bereich Mathematik hilft, nicht jedoch beim Lesen. Andere Studien belegen das Gegenteil. Und in einigen Studien wurden überhaupt keine schulischen Verbesserungen festgestellt.
Können weitere Untersuchungen das Gesamtbild verändern? Eventuell.
In einer aktuellen Analyse der veröffentlichten Forschungsergebnisse weisen Forscher/innen darauf hin, dass der Erfolg offenbar von der Qualität des Bewegungsprogramms abhängt.
Vor allem Studien, bei denen hochqualifizierte Spezialisten für das Training verantwortlich waren, zeigten eher eine Verbesserung der schulischen Leistungen.
Das macht Sinn, wenn nachhaltige kognitive Verbesserungen davon abhängen, dass man körperlich fit ist.
Um aus einem bewegungsarmen Kind ein körperlich fittes Kind zu machen, ist wahrscheinlich eine „hohe Dosis“ mittelschwerer bis intensiver Bewegung erforderlich, und Sportlehrer/innen sind wahrscheinlich geschickter darin, Kinder in Bewegung zu halten.
In einer Studie verbrachten Kinder, die von erfahrenen Sportlehrer/innen unterrichtet wurden (im Gegensatz zu Klassenlehrer/innen), 57 % mehr Zeit mit mittelschwerer bis intensiver Bewegung.
In Zukunft werden wir also womöglich herausfinden, dass der schulische Nutzen davon abhängt, dass einige ganz bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden.
Ich habe bereits Studien erwähnt, bei denen die „Dosis“ der Bewegung eine Rolle spielte. Forscher/innen haben auch versucht, die Intensität des körperlichen Trainings zu variieren. Und sie fanden heraus, dass nur ein Training mit hoher Intensität zu kognitiven Verbesserungen und besseren Noten führte.
Die Schlussfolgerung?
Es gibt gute Gründe für die Annahme, dass mittelschwere bis intensive körperliche Aktivität gut für die Gehirne von Kindern ist.
Die besten verfügbaren Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Bewegung die exekutive Funktion eines Kindes verbessern kann – die Konzentration, das Arbeitsgedächtnis und die Fähigkeit zu planen.
Auch wenn noch nicht klar ist, ob sich diese Vorteile in bessere Schulnoten und Testergebnisse umsetzen lassen, ist es sinnvoll, Sport für Kinder als hilfreiches Instrument zu betrachten. In dem Maße, in dem körperliche Bewegung die körperliche Gesundheit verbessert und die exekutive Funktion stärkt, versetzt sie die Kinder in eine bessere Ausgangsposition, um ihre Zukunftschancen auszuschöpfen.
Wie können wir das erreichen?
Es ist wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, dass körperliche Fitness kein bestimmtes Trainingsprogramm oder einen bestimmten Trainingsstil erfordert. Und schon gar nicht müssen wir die Kinder in ein Sportprogramm zwingen, das sich wie ein Wettkampf anfühlt, beschämend ist oder sie benachteiligt.
Im Gegenteil: Um lebenslange körperliche Fitness zu fördern, müssen wir die Eigeninitiative unterstützen. Wenn ein Kind inaktiv ist, sollten wir Wege finden, ihm Spaß an Bewegung zu vermitteln. Strukturierte Aktivitäten – wie Mannschaftssport oder Tanzunterricht – sind eine gute Möglichkeit. Ebenso wie eigenständige, selbstbestimmte Aktivitäten wie Wandern, Radfahren oder Inlineskaten. Oder auch einfach nur mit Freunden im Park herumzutoben.
Bildquelle: https://www.pexels.com/de-de/foto/natur-park-freiheit-bewegung-8922623/
