3.5 Engines for Learning – Probleem 7
Literatuur: Tomporowski, Oppezzo, Pouw, Li
Deel 1
To what extent does physical exercise influence cognition?
Tomporowski et al: “Exercise and children’s intelligence, cognition, and academic
achievement” (2008)
Introductie = verschillende experimenten met zowel volwassenen als dieren geven bewijs
dat sporten op reguliere basis voor een aantal weken breinfuncties aanpast onderliggend
aan cognitie en gedrag. Fysieke activiteit resulteert in een aantal biologische reacties in
spieren en organen, die de structuur en functies van het brein aanpassen. De huidige review
evalueert studies naar de effecten van fysieke activiteit en sporten op intellectuele functies,
cognitieve vaardigheden, en academische prestatie van kinderen (= mentaal functioneren).
1. The executive function hypothesis = cognitie is een algemene term die een aantal mentale
processen reflecteert. Een meta-analyse naar de invloed van fysieke activiteit op cognitieve
prestatie van oudere volwassenen gaf bewijs voor een causale link tussen fitness niveau en
breinvitaliteit, en suggereerde dat de link vooral sterk is wanneer de effecten van training
worden geëvalueerd met cognitieve testen naar executief functioneren. Deze functies zijn
betrokken in planning en het selecteren van strategieën die doelgerichte acties organiseren,
en zouden bestaan uit drie variabelen:
1) Set-shifting: vereist dat individuen hun verwerking van een irrelevante taak
stopzetten om een relevante taak uit te voeren.
2) Updating: is sterk gerelateerd aan werkgeheugen en de behoefte om mentale
representaties te monitoren.
3) Inhibition: de opzettelijke onderdrukking van een reactie.
Empirische data van onderzoek uitgevoerd met volwassenen bevestigen voorspellingen van
de executieve functie hypothese, en kunnen mogelijk worden uitgebreid naar voorspellingen
over sport-gerelateerde verbeteringen in cognitieve functies van kinderen. De
breinontwikkeling van kinderen en specifieke breindelen zijn geprobeerd te relateren aan
prestatie op cognitieve taken. Zo zou de verfijning van prefrontale corticale netwerken
samengaan met verbeteringen in snelheid van verwerking, strategie gebruik,
werkgeheugen, en reactiecontrole naar vroege volwassenheid. Fysieke activiteit zou een
aantal factoren beïnvloeden die gerelateerd zijn aan neurologische ontwikkeling.
2. Research review = de huidige review is beperkt tot gepubliceerde correlationele en cross-
sectionele studies en gerandomiseerde experimenten die de invloed van chronisch sporten
of habituele fysieke activiteit evalueren op metingen van mentaal functioneren van
kinderen. Chronische sportinterventies zijn specifiek ontworpen om fysiologisch
functioneren van participanten te verbeteren via herhaalde trainingssessies die een aantal
weken of maanden duren. Studies werden gegroepeerd op basis van drie uitkomstmetingen,
namelijk intelligentie, cognitie, en academische prestatie.
1
, Intelligence: drie experimenten uit 1960 gebruikten globale IQ metingen om de
effecten van sporttraining te meten. Deze studies waren de eersten die direct
focusten op de impact van routine fysieke activiteit op mentale functies van
kinderen. Corder (1966) evalueerde de effecten van 20 dagen fysieke fitnesstraining
op jongens van 12-16 jaar met mentale retardatie. Vergeleken met kinderen zonder
fitnesstraining resulteerde fysieke activiteit in verbeteringen op de IQ schaal, maar
fysieke activiteit verschilde niet van de activiteit-controle conditie (zonder sport).
Brown (1967): 40 jongens van 12 jaar werden willekeurig toegeschreven aan
een 6-week trainingsprogramma met yoga activiteiten of een aandacht-
controle conditie. Kinderen in het trainingsprogramma verbeterden op zowel
de IQ test als de sociale schaal, mogelijk veroorzaakt door de mentale
vereisten die kinderen ervaarden (aandacht/controle van bewegingen).
Ismail (1967): breidde de eerdere studies uit door een grotere steekproef van
142 schoolkinderen willekeurig toe te schrijven aan een dagelijks fysieke
activiteit programma of een controleconditie over het gehele academisch
jaar. Er werd geen effect gevonden op mentaal functioneren/IQ, mogelijk
door een tekort aan informatie over de sportprogramma’s.
Een mogelijke verklaring dat er geen effecten van sport op intelligentie van
kinderen werden gevonden, is dat IQ tests alleen globale metingen van
functioneren bieden. Die zijn niet sensitief genoeg om subtiele veranderingen
in specifieke aspecten van cognitief functioneren te detecteren.
Cognitive processes: verschillende cognitieve wetenschappers hebben de invloed
van fysieke activiteit onderzocht op specifieke componenten van mentaal
functioneren van kinderen. Hilman (2005) vergeleek het mentaal functioneren van
laag en hoog fysiek fitte kinderen en jong volwassenen. Deze studie gaf bewijs dat
fysiek fitte kinderen meer corticale activatie laten zien en bijbehorende cognitieve
prestatie dan minder fitte kinderen (snellere prestatie + meer aandacht verdeeld).
Verschillende studies vinden daarnaast verbeteringen in reactietijd en accuraatheid
na een acute hoeveelheid fysieke oefening (Zervas, 1991; Tomporowski, 2003). Het
verhoogde niveau van arousal veroorzaakt door fysieke activiteit zou verhoogde
reactiesnelheid en accuraatheid mediëren. Echter geven deze studies geen bewijs
dat activiteit effect had op de processen van taakuitvoering.
Andere studies geven wel bewijs dat chronische sporttraining de cognitieve
functies van kinderen aanpast. Uit verschillende studies (Tuckman & Hinkle,
1986; Hinkle, 1993) werd geconcludeerd dat chronische sporttraining weinig
invloed heeft op de intelligentie of cognitieve skills van kinderen, maar wel
creativiteit stimuleert. Deze tests van creativiteit reflecteren executief
functioneren, wat steun geeft voor de executieve functie hypothese.
Davis (2007): vergeleek kinderen met overgewicht van 7-11 jaar zonder
sporten, 20-min sporten of 40-min sporten op vier schalen van cognitief
functioneren. Er bleken positieve effecten van sporten op planning, maar dit
was alleen voor de groep met de hoogste fysieke activiteit.
Sporten heeft dus specifieke effecten op cognitief functioneren, namelijk
alleen verbetering op tests van executief functioneren.
2
Literatuur: Tomporowski, Oppezzo, Pouw, Li
Deel 1
To what extent does physical exercise influence cognition?
Tomporowski et al: “Exercise and children’s intelligence, cognition, and academic
achievement” (2008)
Introductie = verschillende experimenten met zowel volwassenen als dieren geven bewijs
dat sporten op reguliere basis voor een aantal weken breinfuncties aanpast onderliggend
aan cognitie en gedrag. Fysieke activiteit resulteert in een aantal biologische reacties in
spieren en organen, die de structuur en functies van het brein aanpassen. De huidige review
evalueert studies naar de effecten van fysieke activiteit en sporten op intellectuele functies,
cognitieve vaardigheden, en academische prestatie van kinderen (= mentaal functioneren).
1. The executive function hypothesis = cognitie is een algemene term die een aantal mentale
processen reflecteert. Een meta-analyse naar de invloed van fysieke activiteit op cognitieve
prestatie van oudere volwassenen gaf bewijs voor een causale link tussen fitness niveau en
breinvitaliteit, en suggereerde dat de link vooral sterk is wanneer de effecten van training
worden geëvalueerd met cognitieve testen naar executief functioneren. Deze functies zijn
betrokken in planning en het selecteren van strategieën die doelgerichte acties organiseren,
en zouden bestaan uit drie variabelen:
1) Set-shifting: vereist dat individuen hun verwerking van een irrelevante taak
stopzetten om een relevante taak uit te voeren.
2) Updating: is sterk gerelateerd aan werkgeheugen en de behoefte om mentale
representaties te monitoren.
3) Inhibition: de opzettelijke onderdrukking van een reactie.
Empirische data van onderzoek uitgevoerd met volwassenen bevestigen voorspellingen van
de executieve functie hypothese, en kunnen mogelijk worden uitgebreid naar voorspellingen
over sport-gerelateerde verbeteringen in cognitieve functies van kinderen. De
breinontwikkeling van kinderen en specifieke breindelen zijn geprobeerd te relateren aan
prestatie op cognitieve taken. Zo zou de verfijning van prefrontale corticale netwerken
samengaan met verbeteringen in snelheid van verwerking, strategie gebruik,
werkgeheugen, en reactiecontrole naar vroege volwassenheid. Fysieke activiteit zou een
aantal factoren beïnvloeden die gerelateerd zijn aan neurologische ontwikkeling.
2. Research review = de huidige review is beperkt tot gepubliceerde correlationele en cross-
sectionele studies en gerandomiseerde experimenten die de invloed van chronisch sporten
of habituele fysieke activiteit evalueren op metingen van mentaal functioneren van
kinderen. Chronische sportinterventies zijn specifiek ontworpen om fysiologisch
functioneren van participanten te verbeteren via herhaalde trainingssessies die een aantal
weken of maanden duren. Studies werden gegroepeerd op basis van drie uitkomstmetingen,
namelijk intelligentie, cognitie, en academische prestatie.
1
, Intelligence: drie experimenten uit 1960 gebruikten globale IQ metingen om de
effecten van sporttraining te meten. Deze studies waren de eersten die direct
focusten op de impact van routine fysieke activiteit op mentale functies van
kinderen. Corder (1966) evalueerde de effecten van 20 dagen fysieke fitnesstraining
op jongens van 12-16 jaar met mentale retardatie. Vergeleken met kinderen zonder
fitnesstraining resulteerde fysieke activiteit in verbeteringen op de IQ schaal, maar
fysieke activiteit verschilde niet van de activiteit-controle conditie (zonder sport).
Brown (1967): 40 jongens van 12 jaar werden willekeurig toegeschreven aan
een 6-week trainingsprogramma met yoga activiteiten of een aandacht-
controle conditie. Kinderen in het trainingsprogramma verbeterden op zowel
de IQ test als de sociale schaal, mogelijk veroorzaakt door de mentale
vereisten die kinderen ervaarden (aandacht/controle van bewegingen).
Ismail (1967): breidde de eerdere studies uit door een grotere steekproef van
142 schoolkinderen willekeurig toe te schrijven aan een dagelijks fysieke
activiteit programma of een controleconditie over het gehele academisch
jaar. Er werd geen effect gevonden op mentaal functioneren/IQ, mogelijk
door een tekort aan informatie over de sportprogramma’s.
Een mogelijke verklaring dat er geen effecten van sport op intelligentie van
kinderen werden gevonden, is dat IQ tests alleen globale metingen van
functioneren bieden. Die zijn niet sensitief genoeg om subtiele veranderingen
in specifieke aspecten van cognitief functioneren te detecteren.
Cognitive processes: verschillende cognitieve wetenschappers hebben de invloed
van fysieke activiteit onderzocht op specifieke componenten van mentaal
functioneren van kinderen. Hilman (2005) vergeleek het mentaal functioneren van
laag en hoog fysiek fitte kinderen en jong volwassenen. Deze studie gaf bewijs dat
fysiek fitte kinderen meer corticale activatie laten zien en bijbehorende cognitieve
prestatie dan minder fitte kinderen (snellere prestatie + meer aandacht verdeeld).
Verschillende studies vinden daarnaast verbeteringen in reactietijd en accuraatheid
na een acute hoeveelheid fysieke oefening (Zervas, 1991; Tomporowski, 2003). Het
verhoogde niveau van arousal veroorzaakt door fysieke activiteit zou verhoogde
reactiesnelheid en accuraatheid mediëren. Echter geven deze studies geen bewijs
dat activiteit effect had op de processen van taakuitvoering.
Andere studies geven wel bewijs dat chronische sporttraining de cognitieve
functies van kinderen aanpast. Uit verschillende studies (Tuckman & Hinkle,
1986; Hinkle, 1993) werd geconcludeerd dat chronische sporttraining weinig
invloed heeft op de intelligentie of cognitieve skills van kinderen, maar wel
creativiteit stimuleert. Deze tests van creativiteit reflecteren executief
functioneren, wat steun geeft voor de executieve functie hypothese.
Davis (2007): vergeleek kinderen met overgewicht van 7-11 jaar zonder
sporten, 20-min sporten of 40-min sporten op vier schalen van cognitief
functioneren. Er bleken positieve effecten van sporten op planning, maar dit
was alleen voor de groep met de hoogste fysieke activiteit.
Sporten heeft dus specifieke effecten op cognitief functioneren, namelijk
alleen verbetering op tests van executief functioneren.
2
