Säännöllisen liikunnan terveyshyödyt ovat kiistattomat. Usein unohdetaan, että liikunta ja fyysinen aktiivisuus on hyväksi myös oppimiselle ja muutenkin aivoille. Tähän artikkeliin pyysin vieraskirjoittajaksi aiheesta väitelleen Heidi Syväojan. Hän kertoo tässä artikkelissa, mitä hyötyä liikkumisesta ja hyvästä fyysisestä kunnosta on aivoille, oppimiselle ja kognitiiviselle toiminnalle. Onko liikunta jopa aivobodausta? Miksi kannattaa liikkua vaikka kesken työpäivän? Onko väitteellä ”istuessa järki seisoo” mitään perää? Näihin ja muihin kysymyksiin liikunnan vaikutuksesta oppimiseen saat vastauksia luettuasi artikkelin. Artikkeli on pitkähkö eli muistathan tauottaa sen lukemista pienellä liikkumisella.

Kuva: Liikkuva koulu/Jouni Kallio. Usein oppitunnin/koulupäivän/työpäivän aikana käy näin. Miten estää tarkkaavuuden ja keskittymisen herpaantumista?

Elämäntapamme istuttaa

Ennen lajimme Homo sapiens seisoi ylpeästi kahdella jalalla, mutta nyt se on jämähtämässä istuma-asentoon. Maailmanlaajuisesti vain joka kolmas aikuinen liikkuu terveyden kannalta riittävästi (Hallal ym. 2012). Istuva elämäntapa näkyy myös lasten ja nuorten arjessa: Liikkuva koulu -tutkimuksen mukaan alakoululaiset ovat hereillä ollessaan paikallaan 6 h 24 min ja yläkoululaiset 8 h 12 min päivässä, josta lähes puolet tapahtuu koulussa. Jokaista keskimääräistä koulutuntia kohden alakoulun oppilaat ovat siis paikallaan 39 minuuttia ja yläkoulun oppilaat 46 minuuttia. Mukaan on laskettu välitunnit, ruokatunnit ja kaikki oppitunnit (myös liikuntatunnit). (Tammelin ym. 2015.)

Reipasta liikuntaa alakoululaisille kertyy koulupäivän aikana keskimäärin vain 22 minuuttia ja yläkoululaisille 17 minuuttia. Alakoululaisista viisi prosenttia ja yläkoululaisista viidesosa liikkuu erittäin vähän, alle puoli tuntia päivässä. (Tammelin ym. 2015.) Tämä on huolestuttavaa, sillä tutkimusten mukaan liikunta-aktiivisuus lapsena ja nuorena ennustaa aktiivisuutta myös aikuisena (Telama 2009). Liikunnan vähäiseen määrään ja iän mukana lisääntyvään istumiseen on herännyt myös maamme hallitus, joka patistaa kouluja luomaan mahdollisuuksia liikkumiselle koulupäivän aikana. Hallituksen kärkihankkeen tavoitteena on saada koululaiset liikkumaan tunnin päivässä.

Tässä kirjoituksessa pohdin, miten liikkumisen lisääminen koulupäivään suhteutuu koulun perimmäiseen tarkoitukseen eli oppilaan oppimisen tukemiseen? Mitä merkitystä liikkumisella on kognitiiviselle toiminnalle, koulumenestykselle ja oppimiselle? Keskityn erityisesti koululaisiin, mutta samat periaatteet pätevät myös aikuisilla.

Liikunta – hyödyntämätön voimavara oppimisessa?

Viimeaikaisten tutkimusten mukaan liikkumisella, erityisesti koulupäivän aikaisella liikkumisella, näyttäisi olevan edullisia vaikutuksia lasten koulumenestykseen.

Kotimaisissa tutkimustuloksissa säännöllisen liikunnan, erityisesti reippaan liikunnan määrän, on havaittu olevan yhteydessä parempaan koulumenestykseen (Syväoja ym. 2013, Kantomaa ym. 2013). Väitöstutkimuksessani ne viides- ja kuudesluokkalaiset lapset, jotka liikkuivat vähintään tunnin päivässä viitenä tai kuutena päivänä viikossa, saivat korkeimmat kouluarvosanojen keskiarvot, kun taas ne lapset, jotka liikkuivat vain kerran viikossa tai eivät ollenkaan, saivat heikoimmat keskiarvot (Syväoja ym. 2013) (Kuva 1).Lisäksi runsaan välituntiliikunnan on havaittu olevan yhteydessä hyvään lukutaitoon ja urheiluseuran harjoituksiin osallistumisen hyviin matemaattisiin taitoihin (Haapala ym. 2014).

Kuva 1 Liikunnallisesti aktiiviset lapset saivat parempia arvosanoja kuin vähän liikkuvat lapset (Muokattu Syväoja ym. 2013).

Kotimaisia tutkimustuloksia tukevat myös kansainväliset havainnot. Yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa oppilaiden kouluviikkoon lisättiin 90 minuuttia ripeää liikuntaa 10 minuutin pätkissä oppitunneille oppimistavoitteen suunnassa. Havaittiin, että kolmen vuoden aikana oppiainekohtaiset testitulokset lukemisessa, matematiikassa ja oikeinkirjoituksessa paranivat liikuntaan osallistuneilla lapsilla kontrolliryhmän lapsiin verrattuna. (Donelly ym. 2009)

Samankaltaisia tuloksia saatiin tuoreessa hollantilaistutkimuksessa, jossa lapset osallistuivat kolme kertaa viikossa liikunnallisille matematiikan ja äidinkielen oppitunneille. Kahden vuoden jälkeen liikunnallisiin oppitunteihin osallistuneet oppilaat saivat paremmat testitulokset oikeinkirjoituksessa ja matemaattisten taitojen testeissä verrattuna niihin oppilaisiin, jotka osallistuivat tavanomaisille oppitunneille. Tutkijat arvioivat, että liikunnalliseen opetukseen osallistuneet oppilaat olivat neljä kuukautta edellä oppimistuloksissa. (Mullender-Wijnsma ym. 2016)

Terävöitä ajatteluasi liikunnalla

Tämänhetkinen tutkimus tukee ajatusta, että liikkuminen on hyödyllistä kognitiiviselle toiminnalle ja mahdollisesti sitä kautta myös koulumenestykselle: Liikkuminen edistää tarkkaavaisuutta ja toiminnanohjausta, jotka puolestaan edistävät koulumenestystä.

Kognitiivisella toiminnalla tarkoitetaan inhimillistä tiedon vastaanottamiseen, muokkaamiseen, käyttöön ja tallentamiseen liittyvää toimintaa, kuten tarkkaavaisuutta, muistia, toiminnanohjausta ja ajattelua. Toiminnanohjauksella puolestaan tarkoitetaan sellaisia kognitiivisia toimintoja, jotka koordinoivat ja kontrolloivat tiedonkäsittelyä. Toisin sanoen toiminnanohjaus säätelee muita kognitiivisia toimintoja, kuten muistia ja tarkkaavaisuutta.

Liikkumisen ja hyvän fyysisen kunnon on havaittu olevan hyödyllistä tarkkaavaisuudelle ja toiminnanohjaukselle. Väitöstutkimuksessani paljon liikkuvat 5.–6.-luokkalaiset lapset pärjäsivät tarkkaavaisuustehtävässä paremmin vähän liikkuviin luokkatovereihin verrattuna (Syväoja ym. 2014).

Yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa puolestaan selvitettiin, miten aerobinen kunto on yhteydessä lasten tarkkaavaisuuteen ja toiminnanohjaukseen jokapäiväisessä tehtävässä, suojatienylityksessä. Lapset osallistuivat virtuaaliseen suojatienylitystehtävään, jossa suojatie tuli ylittää kolmessa erilaisessa tilanteessa: ilman häiriötä, musiikkia kuunnellen ja puhelimeen puhuen. Tutkimuksessa havaittiin, että hyväkuntoiset lapset ylittivät suojatien onnistuneesti häiriöstä huolimatta, kun taas heikkokuntoisten lasten suojatienylitys heikkeni puhelimeen puhuttaessa (Kuva 2). (Chaddock ym. 2012)

Kuva 2. Hyväkuntoiset lapset ylittivät suojatien onnistuneesti häiriöstä huolimatta, kun taas heikkokuntoisten lasten suojatienylitys heikkeni puhelimeen puhuttaessa (Muokattu Chaddock ym. 2012)

Koulupäivän aikainen liikunta näyttäisi edistävän lasten tarkkaavaisuutta ja toiminnanohjausta. Tuoreessa hollantilaistutkimuksessa alakoululaisten kouluviikkoon lisättiin kaksi puolen tunnin mittaista liikuntatuokiota, jolloin oppilaat mm. leikkivät hippaa ja pelailivat erilaisia pallopelejä. Puolen vuoden jälkeen havaittiin, että liikuntaan osallistuneiden oppilaiden tulokset toiminnanohjausta vaativissa tehtävissä parantuivat huomattavasti verrattuna niihin oppilaisiin, jotka eivät osallistuneet liikuntatuokioihin. (van der Niet 2015). Yhdysvaltalainen tutkimus puolestaan osoitti, että 10 minuutin toiminnallinen matematiikan harjoitus edisti oppilaiden toiminnanohjausta eli kykyä kontrolloida tarkkaavaisuutta ja muistia enemmän verrattuna istuen tehtyyn harjoitukseen (Vazou & Smiley-Oyen ym. 2014). Vakuuttavia tuloksia sai myös toinen yhdysvaltalainen tutkimusryhmä tutkimuksessaan, jossa lapset osallistuivat 2 tunnin mittaiseen liikuntakerhoon jokaisen koulupäivän jälkeen yhdeksän kuukauden ajan. Liikuntakerhon sisältö painottui kestävyysliikuntaan mutta sisälsi kahdesti viikossa myös lihaskunto-osuuden. Tulosten mukaan 8–9-vuotiaiden lasten vastaustarkkuus toiminnanohjaustehtävässä parani nuorten aikuisten tasolle liikuntaryhmässä mutta ei kontrolliryhmässä (Kuva 3). (Chaddock-Heyman ym. 2013.)

Kuva 3. Liikuntakerhoon osallistuneiden lasten vastaustarkkuus toiminnanohjaustehtävässä parani nuorten aikuisten tasolle. (Chaddock-Heyman ym. 2013)

Liikkumisen ja hyvän fyysisen kunnon on todettu edistävän kognitiivista toimintaa myös aikuisiällä. Åbergin ym. (2009) tutkimuksessa hyvä aerobinen kunto oli yhteydessä älykkyyteen 18-vuoden iässä. Lisäksi ne nuoret miehet, jotka nostivat kuntoaan 15- ja 18-ikävuoden välissä, saivat paremmat tulokset älykkyystesteissä verrattuna niihin, joiden kunto laski. Lisäksi hyvä aerobinen kunto ennusti korkeampaan koulutustasoa. Samankaltaisia tuloksia saivat Wang ym. (2014) tutkimuksessaan, jossa hyväkuntoiset nuoret aikuiset (22 ± 2 v.) pärjäsivät paremmin tarkkaavaisuutta vaativassa tehtävässä heikkokuntoisiin verrattuna. Yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa ripeä 30 minuutin liikunta paransi erityisesti niiden aikuisten vastaustarkkuutta työmuistitehtävässä, joiden testitulos oli lähtötilanteessa heikoin (Sibley & Beilock 2007). Mainittakoon myös, että liikkumisen on todettu edistävän iäkkäiden toiminnanohjausta ja ehkäisevän ikääntymisen tuomia haittoja, kuten aivojen rappeutumista ja muistisairauksia (Hillman ym. 2008).

Miksi liikkuminen edistää oppimista?

Liikkumisen vaikutus oppimiseen voi olla monen tekijän summa. Liikunnan vaikutukset aivojen rakenteeseen ja toimintaan, motoriseen kehitykseen, vuorovaikutukseen, itsetuntoon ja kouluviihtyvyyteen voivat olla mahdollisia liikunnan ja oppimisen välistä yhteyttä selittäviä tekijöitä.

Liikkumisen on huomattu vaikuttavan samalla tavalla aivojen terveyteen ja toimintakykyyn kuin koko muun kropan terveyteen ja toimintakykyyn. Liikunta lisää aivojen verenkiertoa, parantaa hapensaantia sekä lisää välittäjäaineiden tasoa. Säännöllisen liikunnan on todettu lisäävän aivoissa olevien hiussuonten määrää sekä aivoperäisen hermokasvutekijän (BDNF) määrää, joka tukee hermosolujen toimintaa (Davenport ym. 2010, Vaynman ym. 2004). Osa liikunnan ja kognitiivisen toiminnan yhteyksistä perustuu aivojen rakenteiden kehittymiseen. Eräässä yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa hyväkuntoisten hippokampuksen tilavuuden havaittiin olevan suurempi heikkokuntoisiin verrattuna. Tämä on merkityksellistä, sillä hippokampus on muistin ja oppimisen keskus. (Chaddock ym. 2010.) Lisäksi hyväkuntoisten lasten tyvitumakkeiden etuosien tilavuuden on osoitettu olevan suurempi heikkokuntoisiin lapsiin verrattuna. Tyvitumakkeiden etuosa on tärkeä aivoalue toiminnanohjauksen kannalta. Nämä havainnot viittaisivat siihen, että säännöllinen liikunta on lisännyt muistiin ja toiminnanohjaukseen liittyvien aivoalueiden tilavuutta. (Chaddock ym. 2010.) Tämä saattaa selittyä sillä, että liikunta lisää uusien aivosolujen muodostumista, kuten jyväskyläläinen psykologeista ja liikuntabiologeista muodostunut tutkimusryhmä osoitti (Nokia ym. 2016).

Lisäksi liikunnan on havaittu lisäävän aivosolujen ja rakenteiden välisiä yhteyksiä, tihentävän olemassa olevia hermoverkkoja ja lisäävän aivojen sähköistä aktiivisuutta. Eräässä yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa 8–10-vuotiaat oppilaat jaettiin kahteen ryhmään sen mukaan, miten hyvin he suoriutuivat toiminnanohjausta vaativasta tehtävästä. Sen jälkeen verrattiin, miten ryhmät suoriutuvat tehtävästä levon jälkeen tai 20 minuutin kävelyn jälkeen. Huomattiin, että erityisesti heikosti suoriutuneet pärjäsivät testissä liikunnan jälkeen paremmin kuin levon jälkeen, ja aivojen aktivisuustasot kasvoivat (Kuva 4). (Drollette ym. 2014.)

Kuva 4. Mitä enemmän punaista, sitä vahvempi kyky kontrolloida tahdonalaisesti omaa toimintaa ja sulkea häiritseviä ja vääriä signaaleja pois. (Muokattu Drollette ym. 2014)

Liikkumisen myönteiset vaikutukset oppimiselle voivat välittyä myös motorisen kehityksen ja motoristen taitojen oppimisen kautta, sillä motoriset ja kognitiiviset taidot kehittyvät rinnakkain ja samat keskushermoston mekanismit vastaavat niiden ohjauksesta (Hillman ym. 2008). Monipuolinen liikkuminen tukee neuromotorista kehitystä ja motoristen taitojen oppimista (Stodden ym. 2008), ja mahdollisesti sitä kautta kognitiivista toimintaa. Suomalaistutkimuksessa selvitettiin motoristen taitojen yhteyttä oppimistuloksiin 6–8-vuotiailla lapsilla. Havaittiin, että ne lapset, joilla oli heikoimmat motoriset taidot, pärjäsivät heikoiten lukutaidon, luetun ymmärtämisen ja matemaattisten taitojen testeissä (Kuva 5) (Haapala ym. 2014).

Kuva 5. Ne lapset, joilla oli heikoimmat motoriset taidot, pärjäsivät heikoiten lukutaidon, luetun ymmärtämisen ja matemaattisten taitojen testeissä (muokattu Haapala ym. 2014).

Liikkumisen merkitys sosiaaliselle vuorovaikutukselle

Oppiminen on sosiaalinen prosessi: opimme toisiltamme ja opimme ryhmässä. Liikunta tarjoaa sosiaalisia tilanteita ja mahdollisuuksia vuorovaikutukseen, jotka tukevat vertaissuhteiden syntyä. Tällaiset vertaissuhteet edistävät oppilaan jaksamista, kouluun kiinnittymistä (Furrer & Skinner 2003, Kiuru ym. 2008, Osterman 2000) ja koulumenestystä (Buhs & Ladd 2001). Lisäksi liikkumisen on havaittu nostavan itsetuntoa, lisäävän kouluviihtyvyyttä (Kristjansson ym. 2009, Kristjansson ym. 2010), oppitunneilla osallistumista ja työrauhaa (Barros ym. 2009, Madsen ym. 2011). Nämä ovat muita mahdollisia selityksiä sille, miksi liikkuminen on hyödyllistä koulumenestykselle ja oppimiselle.

Kuva: Liikkuva koulu/Jouni Kallio

Yhteenveto – Istuessa, järki seisoo?

Tämänhetkisen tutkimustiedon valossa voidaan todeta, että liikkuminen aktivoi aivoja, edistää kognitiivista toimintaa ja vaikuttaa myönteisesti koulumenestykseen (Donelly ym. 2016). Näin totesi äskettäin myös kansainvälinen huippuasiantuntijaryhmä antaessaan lausunnon liikunnan merkityksestä. Lausunnossaan asiantuntijat korostivat liikunnan sekä välittömiä että pitkäaikaisia vaikutuksia oppimiselle – fyysinen aktiivisuus ennen koulua, koulupäivän aikana ja sen jälkeen parantaa aivotoimintaa ja koulumenestystä (Bangsbo ym. 2016). Tästä syystä kannattaakin työpäivän lomassa herätellä aivoja pienellä kävelyllä tai taukojumpalla. Haluathan olla terävimmilläsi! Johtopäätös onkin ”liikkuva keho, tehokkaat aivot”.



Kuva: Liikkuva koulu/Jouni Kallio. Tauota päivääsi liikkeellä, pysyt terävimmilläsi!

Heidi Syväoja (LitM, FT)

Olen valmistunut liikuntafysiologian maisteriksi 2011 ja väitellyt tohtoriksi Jyväskylän yliopiston psykologian laitokselta 2014 aiheenani Liikunnan ja liikkumattomuuden yhteydet lasten kognitiiviseen toimintaan ja koulumenestykseen. Tällä hetkellä työskentelen tutkijana LIKES-tutkimuskeskuksessa. Vapaa-aika puolestaan täyttyy latinalaisista rytmeistä ja tanssiaskelista, lenkkeilystä ja kuntosalista.