体と脳の密な関係を活かす…特別な勉強は一切せずに子供の学力を伸ばす"ある運動法"

※写真はイメージです - 写真＝iStock.com／RyanJLane

子供の学力を伸ばすにはどうすればいいのか。スウェーデンの精神科医、アンデシュ・ハンセンさんは「運動をするといい。アメリカでは、息が切れるほど運動をしていた子どもは試験の得点が高かったという調査結果がある。運動で学習能力が向上することは、科学的な根拠がある」という――。

※本稿は、アンデシュ・ハンセン著、御舩由美子訳『運動脳』（サンマーク出版）の一部を再編集したものです。

■「学力」を伸ばす才能を一気に開花させる最良の方法

「子どもたちが潜在的な能力を存分に発揮するには、頭を働かせるだけでは充分でありません」キャサリン・デイヴィス（ジョージア予防研究所・臨床心理士）

「PISA」という略称で知られる国際学習到達度調査は、15歳の生徒を対象にした学力テストだ。この結果が、各国の子どもたちの学力を比較する資料として使われる。そしてスウェーデンの国民にとって、2013年12月に発表された結果は非常にショッキングなものとなった。

スウェーデンの子どもたちは、上位を占めた韓国やシンガポール、香港に大きく水をあけられていた。それだけではない。OECD加盟国の平均点も下まわり、北欧諸国のなかでは最下位だった。

しかも調査の対象となる読解力、数学的応用力、科学的応用力の3分野ともに惨憺たる結果だった。だが、それよりも深刻な問題は、スウェーデンの教育の進むべき方向が間違っていることだ。スウェーデンの順位は前回に比べて、どの国よりも落ち込んでいたのだ。

現状を逆転させるべく、教育関係者の間では活発な議論が交わされた。だが、そこで出された提案は、指導法やクラスの人数といったものがほとんどだった。

本当に目を向けるべきものは、そのようなものではない。子どもの記憶力や学習能力を驚異的に伸ばす方法として科学の研究が立証したもの、つまり身体活動にこそ着目すべきなのだ。

スウェーデンにかぎらず、現代の子どもたちは決して充分に身体を動かしているとはいえないのである。

事実、子どもたちの学力に影響を与えるものは、教室で座って学ぶ内容ばかりではない。学童期や思春期の生徒が運動をすると学習能力が向上することは、科学がはっきりと証明している。

学校での体育の時間は、サッカー場や体育館で行われるスポーツよりもはるかに意義がある。それはチームの優勝や、スポーツの技能を上達させることではない。数学や国語の学習内容が、すんなり頭に入るための土台づくりになるのだ。

■学力と運動の絶対的な関係

運動が子どもたちの基礎的な学力――いわゆる「読み・書き・計算」の力を伸ばすことがはっきりと立証された場所は、アメリカのアイビーリーグの名門大学ではなく、スウェーデン南部スコーネ地方のブンケフロという町の小学校だった。

調査の対象となった2つの小学校では、時間割に体育が毎日組み入れられた。また比較のため、通常どおり体育を週に2回行うクラスも設けられた。

体育の授業の回数以外、条件はすべて同じだった。居住区も学校も授業内容も、みな同じだ。結果はどうだっただろうか。

まず、毎日体育の授業を受けた生徒は、週に2回の生徒よりも体育の成績がよかった。これは当たり前の結果だ。予想外だったのは、この生徒たちが特別な指導を受けたわけでもないのに、算数や国語、英語でもよい成績を取ったことである。しかも、その効果は何年も続いた。

ただ体育の授業を増やしただけで、生徒のほとんどが優秀な成績で学校を卒業したのである。

また、この効果は、男子生徒に目立って現れた。学校の成績はたいてい女子が男子を上まわるものだが、体育が毎日行われたクラスでは、男女差はまったく見られなかった。このような目覚ましい結果をもたらした学習メソッドはそれまでなかった。

■「太った子どもは頭がよく、わんぱくな子どもは頭が悪い」の嘘

運動と学力の関係が明らかになったのは、スコーネだけではない。アメリカの研究チームも、小学校3年生と5年生、計250名を対象にした調査を行い、同じ結果を得ている。

科学者たちは生徒の体力を正確に把握するために、心肺機能、筋力、敏捷性を計測した。その結果、体力のある生徒たちは、学業においてもすぐれていることがわかった。

この調査においても、結果は明らかだった。体力のある生徒は、算数と読解の試験で高得点を取った。しかも体力的にすぐれていればいるほど、得点も高かった。

ところが肥満気味の生徒には、別のパターンが見られた。体重が重いほど、試験の得点も低かったのだ。俗説では「太った子どもは頭がよく、わんぱくな子どもは頭が悪い」といわれるが、それが根拠のない偏見に過ぎないことが証明されたわけである。

この250名の生徒の結果だけで、あるいはスコーネの2校の結果だけで結論を下すのは気が早いだろうか。

アメリカのネブラスカ州では1万名に近い子どもたちを対象にして、これと同様の調査が行われている。ここでもやはり体力的にすぐれた子どもは、体力のない子どもより、算数や英語の試験の得点が高かった。

だが肥満――アメリカでは深刻な問題だ――の傾向にある子どもに、とくに差は見られなかった。肥満児の成績は、標準体重の生徒に比べてとくによくも悪くもなかったのである。

出典＝『運動脳』

では、なぜ子どもが運動すると、数学や国語の学力が上がるのだろうか。

本書の記憶力に関する章で述べたとおり、大人が運動すると海馬（記憶の中枢で感情の制御もしている部位）が成長する。子どもでも、これと同じことが起きるようだ。

10歳児の脳をMRIでスキャンしてみると、体力のある子どもは海馬が大きいことがわかった。つまり、子どもでも身体を鍛えれば、脳の重要な部位である海馬が大きくなるということだ。これは、体力のある子どもが記憶力のテストで高得点を取ったという調査結果とも一致する。

つまり身体のコンディションが良好だと海馬が成長し、さらに子どもの記憶力をはじめとする学力が向上するのである。

この分野において、とくに興味深いことがある。それは、試験の内容がもっと難しくなると、体力的にすぐれた子どもと体力のない子どもとの差がさらに開いたことだ。

簡単な記憶力の試験では、両者の得点にそこまでの差はなかった。だが、難しい試験になると、体力的にすぐれた子どもが大差で上まわっていたのである。

■「たった一度」「4分」の運動でいい

大人の脳がたちどころに運動に反応するように、子どもの場合でも運動すると、たちまち脳の働きがよくなって理解力が増す。9歳児が20分運動すると、1回の活動で読解力が格段に上がったというデータがある。たった一度の運動で、子どもの学力に変化があったのだ。

とはいえ、そのメカニズムはまだ詳しくは解明されていない。だが子どもが運動をした直後に、物事に集中できる時間が長くなることは立証されている。つまり、「運動によってどれだけ子どもの集中力が上がったか」が、学力向上の謎を解くカギだろう。

では、子どもの集中力を維持するには、最低どのくらい運動をすればいいのだろうか。それを探る調査が実際に行われている。結果は、まさに驚くべきものだった。

10代の子どもたちが12分ジョギングしただけで、「読解力」と「視覚的注意力」がどちらも向上したのである。そして、その効果は1時間近くも続いた。

それだけではなく、たった4分（これは目の錯覚ではないので、ご安心を）の運動を一度するだけでも集中力と注意力が改善され、10歳の子どもが気を散らすことなく物事に取り組めることも立証された。

運動で高まる能力は、注意力や記憶力だけにとどまらない。今の時点では、4歳から18歳までの子どもが運動すると、ほぼすべての認知機能が高まることがわかっている。複数の作業を並行して行うことや、ワーキングメモリー、集中力、決断力──こういった能力がすべて向上するのである。

これが学校なら、算数、読解、問題解決の能力に関する科目の成績が伸びることが目に見えてわかるだろう。

■学力優秀国・フィンランドの「歩数」調査

子どもが運動から得る恩恵は、成績が上がることだけではない。ストレスにも強くなれる。

フィンランドでは、小学2年生258名を対象にして、こんな調査が行われた。子どもはストレスの多い状況にどう反応するか、ストレスに対する抵抗力と活動量には何らかの関係性があるのか、というものだ。

とはいえ、9歳児が自分の活動量を正確に答えられるはずもないので、研究チームは子どもたちに歩数計をつけるように指示した。そしてストレスに対する抵抗力は、疑似的にストレスを与える方法によって測られた。

具体的には、大人でも大きなストレスを感じる状況――時間制限を設けて計算させたり、ほかの子どもたちの前でプレゼンテーションさせたりしたのである。

結果を見るかぎり、ストレスに対する抵抗力と活動量の間に関係があることは間違いなかった。毎日たくさん歩いた子どもは、あまり歩かなかった子どもに比べてストレスを感じにくく、精神状態も安定していたのである。

それだけではない。高いストレスとなる時間制限つきの計算やプレゼンテーションを終えた子どものコルチゾール（ストレスホルモン）の濃度を測ると、よく歩いた子どもは、あまり歩かなかった子どもに比べて低かった。

この結果は活発に身体を動かす子どもがストレスに強いことを、明確に裏づけている。また、ストレスが学習によい影響をおよぼしそうにないことからも、運動が学力向上の一助になることはおわかりいただけるだろう。

■息が切れる運動をした子どもの得点が大幅に上がる

もし、あなたが子を持つ親であり、その子が体育やスポーツにまったく興味を示さずパソコンにかじりついてばかりいるとしたら、今あなたがどんな気持ちでいるかはよくわかる。

このような研究の結果を知って、さぞかし自責の念に駆られていることだろう。そんな子どもたちに、いったいどうやって運動をさせればいいのだろうか。

まずは、楽しいと思えるような活動を本人に選ばせてみてはどうだろう。

アメリカの研究チームは、次のような試みを行っている。スポーツをまったくせず、自由時間には座ってばかりいる肥満気味の小学生たちを集めて、放課後に運動させたのだ。

子どもたちが参加しやすいように、研究者は好きな運動を自由に選ばせた。ランニングを選ぶ子ども、縄跳びを選ぶ子ども、ボール遊びを選ぶ子どももいた。

その結果、特別な勉強は一切していないのに、みな一様に算数の試験の得点が上がっていた。また活動量が増えれば増えるほど、試験の得点も高くなった。

じつは、たった20分でこのような効果があったのだが、とりわけ試験の得点が大幅に上がった子どもたちは40分以上、息がかなり切れる運動――心拍数が1分間で最大150回まで上がる運動をしていた。

効果が現れたのは、算数の成績だけではない。学校では直接教わらないが「長きにわたって人生に利益をもたらす能力」にも変化があった。

研究チームは、スポーツが嫌いで、いつも周囲からもっと運動するように言われていた肥満気味の子どもたちの脳をMRIでスキャンした。すると前頭前皮質（額のうしろにあり、抽象的思考や集中力、計画立案などの能力をつかさどる領域）が活発化していたのである。

子どもの能力を伸ばすのは、机に向かって勉強することよりも、身体を動かすことなのだ。この成果を、研究チームは次のようにまとめている。

「子どもが潜在的な能力を存分に発揮するには、身体を活発に動かさなくてはならない」

■小学校に通う学童期が最も運動の恩恵を得られる

こういった調査の結果を総合的に見れば、運動が短期的にも長期的にも、子どもの脳に多大な影響をおよぼすことは明らかである。たった一度の運動で集中力が高まり、それを維持することができて、読解力も向上する。

効果は1時間から数時間続いたのち、少しずつ薄れていく。だが大人と同じように、運動を定期的に数カ月続けると（要は習慣にしてしまえば）、効果は増大して長続きする。

ここで念を押すが、どのような運動を選ぶかは大人と同じく大した問題ではない。ランニング、遊び、テニスやサッカーの試合――どんなものでも同じように効果があると考えられている。

ポイントは「心拍数を増やすこと」。だが何より大切なのは、何をして身体を動かすかではなく、とにかく身体を動かすことだ。

脳の成長という観点から、運動を積極的にさせたほうがよい年齢はあるのだろうか。

まだ詳しくわかっていないが、多くの研究データによれば、小学校に通う学童期が最も運動の恩恵を得られるようだ。

■“頭がよくなる”は「どこ」が「どうなる」ことか

科学は、運動によって大人の脳の機能が向上することを立証し、また、子どもの脳でも同様の変化が起きることも証明した。そしてさらに、「学習脳」の仕組みも明らかにしている。

脳は、主に「灰白質」と「白質」に分けられる。

出典＝『運動脳』

「灰白質」は外側の層で、大脳皮質ともいわれる。厚さは数ミリほどで、実際は灰色というより、ややピンクがかった淡い色をしている。これは、血液を供給する血管があるためだ。

脳のとてつもなく複雑な営みの舞台こそが、この灰白質。情報の選別や記憶の保管は、この場所が行っている。

そういった「魔法」が繰り広げられることを思えば、灰白質が相当なエネルギーを消費することもうなずける。何しろ灰白質は、脳内で占める容積の割合は40％ほどでありながら、脳全体が必要とするエネルギーの90％を消費しているのである。

いっぽう「白質」は、灰白質の内側に層をなしている。あらゆる情報は、ここから各領域に伝えられる。

白質は、神経細胞から伸びる「軸索」という長い線維が集まってできている。神経細胞は、この軸索を使って情報を伝え合っている。いうなれば灰白質がコンピュータで、白質はいくつものコンピュータ同士をつないでシグナルを伝えるケーブルといったところだろうか。

この軸索は、「ミエリン」という物質（ケーブルのカバーだと思ってほしい）で何重にも取り巻かれている。ミエリンは絶縁体として電気信号がショートするのを防ぎ、情報が混ざり合うことなくスムーズに細胞に伝わるように助けている。

灰白質と白質のどちらが欠けても、私たちの身体は正常に機能しない。灰白質が主要な仕事を一手に引き受けていることは確かだが、もし軸索が適切にシグナルを伝えられなければ、脳は正常に機能しないのだ。

この関係は、非常に筋が通っている。コンピュータの電子回路がすべて正しくつながっていなければ作動しないのと同じだ。

■「理系科目」と運動の相関関係

それでは、運動をした子どもの脳でとくに変化が見られたのは灰白質だろうか、それとも白質だろうか。じつは、どちらにも変化が見られたのである。

科学者たちが最初に気づいたのは、海馬の灰白質が成長していることだった。海馬は灰白質の一部である。

とはいえ白質も、やはり運動やトレーニングによって強化される。子どもたちが運動を定期的に行った場合、白質にも変化が見られたのだ。灰白質と同じく、白質も組織が密集して厚みを増していた。つまり機能性がより高まったということだ。

白質が複数のコンピュータをつなぐケーブルだとすれば、子どもたちの脳内のデータ転送を行うケーブルの働きが運動によって強化されたということになる。つまり、情報が領域から領域へと効率よく伝わるようになり、脳全体の働きがよくなったのだ。

認知機能が灰白質で処理されていることは確かだが、白質も決して無関係ではない。白質は、とりわけ子どもたちの学力に関わっていると考えられている。

小学校に通う子どもたちの脳をDTIという最先端の医療機器でスキャンした結果、脳の左側の白質が「数学的な能力」に関わっていることがわかった。

算数を含む学力が上がった理由が、運動で白質の働きが強化されたためだと断定はできないものの、それを信じるだけの根拠は充分にある。

興味深いことに、運動が白質におよぼす影響、つまり脳のケーブルの働きが強化されるという効果は、決して子どもにかぎらない。

運動やトレーニングをすると、年齢を問わず白質の機能が強化されるという。とりわけ大人の脳の白質と運動量は、かなり関係があると考えられている。

だが、白質の機能を高めるために、激しい運動をする必要はない。座ってばかりいないで、毎日をできるだけ活動的に過ごす。これだけでも、かなりの効果がある。長距離マラソンをする必要はここでもないのである。

■立って勉強すると脳が効率よく働く

スウェーデンではいまや、オフィスで立ち机を使うことが流行のようになっている。立って仕事をする人のほとんどは、仕事をしながらでもカロリーを消費できるという理由で立ち机を使っているだろう。

実際に、座っているときよりも立っているときのほうが、エネルギーの消費量は2倍近く（！）に増える。だがじつは、カロリーの消費など比べものにならないほど、すばらしい効果が脳にもたらされるのである。

学校でも職場でも、立って作業をすると脳が効率よく働くのだ。

ある研究チームが、7年生を対象に、認知機能を測る各種のテストによって子どもの学力調査を行った。

それによると、教室で子どもたちが立ち机を使うようになってから、集中力やワーキングメモリー、認知制御の能力が増したという。この認知機能のテストでは、読解力や記憶力、段階を経て問題を解決する力など、学力にそのまま反映する能力を調べることができる。

アンデシュ・ハンセン著、御舩由美子訳『運動脳』（サンマーク出版）

そして立ち机を導入する前と後では、このテストの結果にかなりの差があった。立ち机を使うと、テストの結果が平均で10％も上がっていたのである。

もちろん科学者たちは、このような認知テストの結果だけでは満足しない。彼らは、生徒たちの脳をMRIでスキャンすることも忘れていなかった（もう、こういった調査の手順はおわかりだろう。最初に能力を測るテストをしてから、MRIで脳をスキャンする）。結果は、ご想像のとおり。立って授業を受けた子どもたちの前頭葉が活発化していたのである。そこはワーキングメモリーや集中力にとって重要な部位だ。

つまり、立って授業を受けた子どもたちにも、ウォーキングやランニングなどの運動をした大人や子どもと同じ効果が見られたということだ。前頭葉が活発化して、ワーキングメモリーの能力と集中力が高まったのである。

結論はいうまでもないだろう。立ったほうが思考力は高くなる。立って授業を受けた子どもは集中力が増し、勉強の内容も頭に入りやすくなるのだ。家庭学習などで早速取り入れてみてはいかがだろう。

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アンデシュ・ハンセン（あんでしゅ・はんせん）
精神科医
ストックホルム商科大学で経営学修士（MBA）を取得後、ノーベル賞選定で知られる名門カロリンスカ医科大学に入学。現在は王家が名誉院長を務めるストックホルムのソフィアヘメット病院に勤務しながら執筆活動を行い、その傍ら有名テレビ番組でナビゲーターを務めるなど精力的にメディア活動を続ける。『運動脳』は人口1000万人のスウェーデンで67万部が売れ、『スマホ脳』はその後世界的ベストセラーに。

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（精神科医 アンデシュ・ハンセン）