Het Verband tussen Fysieke Activiteiten en Executieve Functies Bij Kinderen in het Basisonderwijs
Chantal J. Linnenbank (Overmars)
Bachelorscriptie Pedagogische Wetenschappen
Universiteit van Amsterdam
Collegekaartnummer: 10548815 Scriptiebegeleider: Esther Rutten Onderwerp: Sport en Gedrag
Inleverdatum: 23-03-2017 Aantal woorden: 4798
Inhoudsopgave Titelblad
Inhoudsopgave 1
Abstract 2
Inleiding 3
Het verband tussen Fysieke Activiteiten en Inhibitie 8 Het verband tussen Fysieke Activiteiten en Cognitieve Flexibiliteit 9 Het verband tussen Fysieke Activiteiten en het Werkgeheugen 11 Het verband tussen Fysieke Activiteiten en Plannen 13
Conclusie en Discussie 14
Abstract
Fysieke activiteiten worden omschreven als matige tot intensieve activiteiten. In de literatuur lijkt er een verband te bestaan tussen fysieke activiteiten en schoolprestaties van kinderen in de basisschoolleeftijd. Onderzoek laat zien dat het verband mogelijk ontstaat door een verbetering van de executieve functies. Deze executieve functies bestaan uit, inhibitie, cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen en plannen. Deze literatuurstudie laat zien dat er een verband bestaat tussen het deelnemen aan fysieke activiteiten en een verbetering van verschillende executieve functies. De verbeterde executieve functies leveren hiermee een bijdrage aan een verbetering van, zowel de cognitieve ontwikkeling van kinderen als de academische vaardigheden.
Keywords: executieve functies, fysieke activiteiten, inhibitie, werkgeheugen, cognitieve flexibiliteit
Het Verband tussen Fysieke Activiteiten en Executieve Functies bij Kinderen in het Basisonderwijs
Uit onderzoek voor het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap is gebleken dat fitte kinderen in het primair onderwijs beter presteren op de executieve functies dan niet fitte kinderen (Hartman et al., 2015). Hartman en collega’s (2015) laten zien dat meerdere studies waarbij matig tot intensief wordt bewogen door kinderen een vooruitgang laat zien in hun cognitieve vermogens bijvoorbeeld door bewegend leren (Hartman et al., 2015).
Bewegend leren wordt gezien als een combinatie van fysieke activiteiten die ingebed zijn in het curriculum en binnen de schoolse setting worden uitgevoerd (Hartman et al., 2015; Bunketorp Käll, Malmgren, Olsson, Linden & Nilsson, 2015). Bewegend leren bevorderd de academische prestaties en de psychische gesteldheid van kinderen (Bunketorp Käll et al., 2015).
Naast de mentale voordelen die kinderen kunnen ervaren na het deelnemen aan fysieke activiteiten worden er ook hormonale processen op gang gebracht door het deelnemen aan fysieke activiteiten die mogelijk de cognitie stimuleren (Singh et al., 2012; Keeley & Fox, 2009; Bunketorp Käll et al., 2015; Kuehn, 2013; Ploughman, 2008). Een cognitief voordeel zou zijn dat door de fysieke activiteiten de neurotrofinen gestimuleerd worden, waardoor er meer differentiatie in de hersenen plaatsvindt en dit zou de leerprestaties verhogen (Kuehn, 2013; Ploughman, 2008). Van der Fels en collega’s (2015) geven aan dat de informatie die iemand zintuiglijk waarneemt het brein binnenkomt via hetzelfde systeem als het systeem waarmee er wordt geleerd.
Dit systeem ligt in het frontale cortexdeel, dat zich voor in de schedel bevind (Crone, 2014; Van der Fels et al., 2015; Hartman et al., 2015). In dit frontale cortexdeel worden verbindingen gelegd voor informatieverwerking. Hoe meer iemand zich verrijkt in de jeugd met informatie des te meer contactpunten en/of verbindingen er worden aangelegd (Van der
Fels et al., 2015; Hartman et al., 2015). Tot het 25 levensjaar maakt het brein nieuwe van deze verbindingen. Als de neurotrofinen gestimuleerd worden zorgt dat voor een toenemende groeifactor voor het creëren van nieuwe celverbindingen in het brein (Crone, 2014; Kuehn, 2013). Informatie kan makkelijker worden verwerkt en opgeslagen als er meer verbindingen zijn. Daarnaast is leren op latere leeftijd makkelijker als er in de jeugd meer verbindingen zijn aangelegd (Van der Fels et al., 2015; Hartman et al., 2015).
Naast het creëren van nieuwe verbindingen zorgt stimulatie van de neurotrofinen ook voor het sneller doorgeven van signalen in het brein, waardoor het makkelijker wordt nieuwe leerstof op te slaan (Kuehn, 2013; Ploughman, 2008; Singh et al., 2012). Genoemde
hersenfuncties hebben een positieve invloed op de academische resultaten (Singh et al., 2012; Kuehn, 2013). Er vinden ook andere hormonale processen plaats in het brein naast de
stimulatie van neurotrofinen. Deze hormonale processen worden gestimuleerd door een toename van zuurstof in het brein (Kuehn, 2013). Door de zuurstoftoename komen er verschillende hormonale (chemische) processen in het brein op gang waardoor er
verschillende hormonen vrijkomen (Kuehn, 2013; Ploughman, 2008; Singh et al., 2012). Deze hormonen zijn onder andere serotonine en dopamine die samen het beloningssysteem vormen (Crone, 2014). Door een verhoogde hoeveelheid serotonine en dopamine in de hersenen, voelt een kind zich beter waardoor het makkelijker informatie tot zich kan nemen (Crone, 2014; Kuehn, 2013).
Dat fysieke activiteiten de schoolprestaties bevorderen wordt mede ondersteund door Van Cauwenberghe et al. (2010). Zij voegen daar nog aan toe dat de school een belangrijke omgeving is voor het aanleren van wat zij noemen “goede gewoonten”. En dat de school een rol heeft in het voorkomen van een slechte gezondheid door het promoten en stimuleren van het deelnemen aan fysieke activiteiten (Trudeau & Shephard, 2008; Van Cauwenberghe et al., 2010; Kuehn, 2013; Warburton et al., 2006). Singh et al. (2012) ondersteunen net als Van
Cauwenberghe en collega’s (2010) het gegeven dat het deelnemen aan fysieke activiteiten de schoolprestaties bevordert, dit komt volgens Singh et al. (2012) onder andere doordat
kinderen die fysieke activiteiten doen daarna meestal een verbeterd humeur hebben. Een verbeterd humeur dat overeen komt met het ‘goed voelen’ van Crone (2014) komt volgens Singh et al. (2012) doordat fysieke activiteiten voordelen bieden op verschillende mentale vlakken. Kinderen voelen zich beter als ze bezig zijn geweest met fysieke activiteiten waardoor ze zich even hebben kunnen laten gaan (Singh et al., 2012; Ussher et al., 2007; Warburton, Nicol & Bredin, 2006).
Tevens kunnen kinderen zich na een fysieke activiteit beter concentreren in de klas, wat leidt tot het makkelijker verwerken van de aangeboden leerstof (Ussher et al., 2007; Keeley & Fox, 2009; Kuehn, 2013; Ploughman, 2008; Singh et al., 2012; Warburton et al., 2006). In Zweden is er een onderzoek gedaan naar het effect van het doen van meer fysieke activiteiten op de schoolse prestaties in Zweeds, Engels en Wiskunde (Käll, Nilsson & Linden, 2014; Fedewa & Ahn, 2011). Leerlingen die extra beweging kregen in de vorm van fysieke activiteiten haalden een groter deel van de leerdoelen dan de leerlingen die niet hadden deelgenomen aan de extra fysieke activiteiten (Käll et al., 2014).
Hartman en collega’s (2015) geven ook aan dat bewegen enorm belangrijk is voor de ontwikkeling van de executieve functies. Executieve functies zijn moeilijk te omschrijven omdat het hogere cognitieve functies zijn die te maken hebben met doelgericht gedrag, zoals het snel wisselen tussen taken, beslissingen nemen, het werkgeheugen gebruiken en
prioriteiten kunnen stellen aan bepaalde taken (Van der Niet, Hartman, Smith & Visscher, 2014). Reynolds en Horton (2008) voegen daar nog aan toe dat de executieve functies gebruikt worden om gedrag om te zetten in handelingen. De vier meest gebruikte en onderzochte executieve functies zijn: inhibitie, cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen en plannen (Van der Niet et al., 2014).
De executieve functie inhibitie wordt omschreven als het vermogen om een
aangeleerde dominante respons te onderdrukken (Homack & Riccio, 2004). Het onderdrukken van een dominante respons wordt ook wel interferentie genoemd. Inhibitie wordt vaak
gemeten door middel van de Strooptest (Homack & Riccio, 2004; Crone, 2014; Van der Niet et al., 2014). De Strooptest wordt ook wel een interferentietaak genoemd en heeft een goede betrouwbaarheid van r> 0.80 (Homack & Riccio, 2004; Van der Niet et al., 2014). De test is ontwikkeld om cognitieve flexibiliteit en selectieve aandacht te meten. Echter wordt het tegenwoordig gebruikt om cognitieve inhibitie of wel inhibitie te meten (Crone, 2014; Homack & Riccio, 2004).
Een tweede executieve functie en de mogelijk belangrijkste controletaak is cognitieve flexibiliteit dat wordt omschreven als het vermogen om snel tussen taken te kunnen wisselen (Crone, 2014; Hartman et al., 2015; Hillman, Buck, Themanson, Pontifex & Castelli, 2009; Reynolds & Horton, 2008). Cognitieve flexibiliteit is nodig bij het aanleren van allerlei verschillende nieuwe vaardigheden. Immers er moeten vaak plannen worden aangepast omdat er iets onverwachts gebeurt wat opeens de aandacht vraagt (Crone, 2014). De Trail Making Test wordt gebruikt om cognitieve flexibiliteit te meten en bestaat uit twee delen. De Trail Making Test heeft een matige tot middelhoge test-hertest betrouwbaarheid van deel A, r = 0.33 en deel B, r = 0.56 (Van der Niet et al., 2014).
Naast het wisselen tussen taken wordt er wordt bij de executieve functie cognitieve flexibiliteit constant gebruik gemaakt van feedback over het eigen gedrag. De vaardigheid om te leren van feedback is daarom ontzettend belangrijk voor het leren op school (Crone, 2014). Flexibiliteit wordt vooral op de proef gesteld als de handeling die uitgevoerd moet worden anders is dan de persoon gewend is (Crone, 2014; Reynolds & Horton, 2008).
De derde executieve functie is het werkgeheugen. Het werkgeheugen bestaat uit twee delen, de ventrale (onderste) laterale prefrontale cortex en de dorsale (bovenste) laterale
prefrontale cortex. Bij alleen het onthouden van een (reeks van) plaatje(s), locatie(s), cijfer(s) of object(en) wordt vooral gebruik gemaakt van het onderste deel van de laterale prefrontale cortex. Terwijl bij het werken met deze te onthouden informatie, om er vervolgens iets anders mee te doen, het bovenste deel van de laterale prefrontale cortex actiever is (Crone, 2014). Dit is op hersenfilmpjes zichtbaar geworden. Het succes op een werkgeheugentaak hangt direct samen met de mate van activiteit in het hersengebied (Crone, 2014). Bij het meten van het werkgeheugen kan gebruik worden gemaakt van verschillende testen, waarbij er van de manipulatie test of visueel geheugen taak het meest gebruik wordt gemaakt (Crone, 2014; Van der Niet et al., 2014; Zach & Shalom, 2016).
De vierde executieve functie is plannen. Deze is nauw verbonden met de executieve functie cognitieve flexibiliteit (Crone, 2014). Plannen is de vaardigheid om vooruit te denken, en om verschillende taken een prioriteit te geven. Prioriteit geven aan een taak met als doel de ene taak voorrang te geven op de andere is één van de meest complexe vaardigheden van de cognitieve functies. Er moeten keuzes gemaakt worden met een bepaald einddoel in gedachte, en er moet geprobeerd worden om zo min mogelijk van dat einddoel af te wijken en dit zo snel mogelijk te bereiken (Crone, 2014).Dit wordt vaak gemeten door middel van de Tower of London (Chang et al., 2015; Van der Niet et al., 2014). Waarbij er een patroon nagemaakt dient te worden in zo min mogelijk tijd en met zo min mogelijk handelingen. Zowel de gebruikte tijd als het aantal gebruikte handelingen wordt gemeten (Van der Niet et al., 2014). Het eindresultaat moet constant in gedachte worden gehouden (Van der Niet et al., 2014; Köstering, Nitschke, Schumacher, Weiller & Kaller, 2015).
De executieve functies zoals hiervoor beschreven zijn essentieel voor het succesvol omgaan met nieuwe of veranderende situaties in het dagelijks leven. Ze zijn ook erg belangrijk voor gedrag in de klas en vormen een voorwaarde voor goede prestaties op schoolvaardigheden zoals rekenen, lezen en spelling (Hartman et al., 2015; Van der Niet et
al., 2014). De executieve functies ontwikkelen als het brein groeit en spelen een belangrijke rol in de cognitieve-, gedrags- en sociaal emotionele- ontwikkeling van kinderen. De executieve functies ontwikkelen nog door tot aan het einde van de adolescentie. De
verwachting is dat deze ontwikkeling bevorderd kan worden door middel van het deelnemen aan fysieke activiteiten.
Bovenstaande informatie leidt tot de vraag of er een verband is tussen het bevorderen van de ontwikkeling van de executieve functies door deel te nemen aan fysieke activiteiten. Om dit te onderzoeken zijn de executieve functies onderverdeelt in de vier meest onderzochte en bekende executieve functies. Dit zijn inhibitie, cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen en planning. De fysieke activiteiten worden achtereenvolgens in vier paragraven aan de
verschillende executieve functies getoetst waarvan de eerste gericht is op het verband tussen fysieke activiteiten en inhibitie. De tweede gericht is op het verband tussen fysieke
activiteiten en cognitieve flexibiliteit. De derde op het verband tussen fysieke activiteiten en het werkgeheugen en de laatste op het verband tussen fysieke activiteiten en plannen. Aan het eind van elke paragraaf staat een deelconclusie en tot slot zullen de uitkomsten hiervan samengevat en eventueel bekritiseerd worden in de conclusie en discussie. Ook zullen hier mogelijke implicaties voor de praktijk en/of mogelijkheden tot vervolgonderzoek worden gegeven.
Het verband tussen Fysieke Activiteiten en Inhibitie
Inhibitie is het vermogen om een aangeleerde dominante respons te onderdrukken (Homack & Riccio, 2004). Inhibitie wordt vaak gemeten door middel van de Strooptest, een interferentietaak (Homack & Riccio, 2004; Crone, 2014; Van der Niet et al., 2014). De
Strooptaak werkt als volgt: het is de bedoeling dat iemand de kleur van een woord opleest. De moeilijkheid is dat het woord dat wordt gepresenteerd ook een kleur is. Bijvoorbeeld het woord ROOD of GROEN wordt gepresenteerd in dezelfde kleur ROOD in de inktkleur rood
of in een andere kleur GROEN in de inktkleur geel. Als de kleur benoemd moet worden maar het woord zegt iets anders, is het moeilijk om niet te lezen wat er staat, het lezen is
geautomatiseerd en daarmee de dominante respons (Crone, 2014). Lezen is iets dat men haast niet kan onderdrukken. Dit proces heet interferentie (Crone, 2014).
Kinderen bij wie de frontale cortex nog in ontwikkeling is hebben meer moeite om bij de Strooptaak de leesreactie te onderdrukken. Dit gebied ontwikkelt nog door tot ongeveer het twintigste levensjaar (Crone, 2014). Uit het onderzoek van Van der Niet et al. (2014) is naar voren gekomen dat meer zittend onderwijs in vergelijking met het deelnemen aan minder fysieke activiteiten leidt tot een verslechterde inhibitie r = −0.24. Dit impliceert niet dat het deelnemen aan meer fysieke activiteiten leidt tot een beter inhiberend vermogen. Het impliceert wel dat het deelnemen aan minder fysieke activiteiten leidt tot een verslechterd inhiberend vermogen (Van der Niet et al., 2014).
Van der Fels et al. (2015) hebben net als Fedewa en Ahn (2011) in een meta-analyse gevonden dat er een relatie is tussen de motorische vaardigheden en de hogere orde cognitieve vaardigheden. Dat wil zeggen dat als de motorische vaardigheden verbeteren door het
deelnemen aan fysieke activiteiten de executieve functies ook verbeteren (Fedewa & Ahn, 2011; Van der Fels et al., 2015). Dat fysieke activiteiten de schoolprestaties bevorderen wordt mede ondersteund door Van Cauwenberghe et al. (2010). Dit komt overeen met Lees en Hopkins (2013) die in hun overzichtsstudie ook hebben aangetoond dat er een relatie is tussen het deelnemen aan aerobic als fysieke activiteit en een verbetering in de cognitieve,
psychosociale en academische vaardigheden. De aerobic oefeningen werden hierbij gezien als inspannende fysieke activiteiten.
Er is zoals hierboven naar voren is gekomen sprake van een positief verband tussen fysieke activiteiten en inhibitie. Dit wordt ondersteund door Hartman et al. (2015) die
aangeven dat door bewegend leren in te zetten in het curriculum er een positief verband is gevonden met verbeterde executieve functies en verbeterde schoolprestaties.
Het verband tussen Fysieke Activiteiten en Cognitieve Flexibiliteit
Cognitieve flexibiliteit, de mogelijk belangrijkste executieve functie wordt omschreven als het vermogen om snel tussen taken te kunnen wisselen (Crone, 2014; Hartman et al., 2015; Reynolds & Horton, 2008). Cognitieve flexibiliteit is nodig bij het aanleren van allerlei verschillende nieuwe vaardigheden. Zo een vaardigheid kan een
onderdeel van wiskunde zijn of het leren werken met een nieuw computerprogramma (Crone, 2014). Flexibiliteit wordt vooral op de proef gesteld als de handeling die uitgevoerd moet worden anders is dan de persoon gewend is (Crone, 2014; Reynolds & Horton, 2008). Reynolds en Horton (2008) geven aan dat de executieve functies onder andere gebruikt worden om gedrag om te zetten in handelingen, dit komt het meest naar voren bij cognitieve flexibiliteit. Kinderen bij wie de frontale cortex nog in ontwikkeling is hebben hier vaak meer moeite mee (Crone, 2014; Reynolds & Horton, 2008).
Een veelgebruikte flexibiliteitstaak voor kinderen vanaf 8 jaar is de Trail Making Test. De Trail Making Test is een tweedelige test op papier (Crone, 2014; Reynolds & Horton, 2008). De Trail Making Test wordt gezien als een zeer gevoelige meting van breinfuncties (Reynolds & Horton, 2008). In het eerste deel, deel A, moet er met een pen een lijn worden getrokken tussen cirkels met opeenvolgende getallen. Vervolgens moeten er in het tweede deel, deel B, weer opeenvolgende cirkels aan elkaar worden verbonden maar nu cijfers en letters door elkaar (Vb. 1-A-2-B-3-C) (Van der Niet et al., 2014; Reynolds & Horton, 2008). Dit blijkt een stuk moeilijker te zijn (Van der Niet et al., 2014; Reynolds & Horton, 2008). Van der Niet et al. (2014) hebben geen significante resultaten gevonden met betrekking tot de relatie tussen het deelnemen aan fysieke activiteiten en de ontwikkeling van cognitieve flexibiliteit.
Hillman et al. (2009) hebben wel een verband gevonden tussen een verbeterde
cognitieve flexibiliteit bij aerobic fitte kinderen dan bij de niet – aerobic fitte kinderen. Echter hebben zij wel van een andere test gebruik gemaakt dan de Trail Making Test. Een zelfde resultaat is gevonden door Lees en Hopkins (2013) en Fedewa en Ahn (2011) die beide een overzichtsstudie hebben gedaan waar onder andere aerobic gezien werd als fysieke activiteit in relatie tot verschillende cognitieve en academische vaardigheden. Keeley en Fox (2009) geven ook aan dat verbeterde cognitieve functies als cognitieve flexibiliteit de
schoolprestaties bevorderen.
Er is sprake van een verband tussen executieve functies en cognitieve flexibiliteit. Dit wordt extra ondersteund in de meta-analyse van Chang, Labban, Gapin, en Etnier (2012). Hier is gevonden dat er een relatie is tussen het deelnemen aan een fysieke activiteit en
verschillende vormen van executieve functies. Zij hebben onder andere gebruik gemaakt van de Trail Making Test. Ze hebben bij de Trail Making Test vooral kleine verbanden gevonden (Chang et al., 2012).
Het verband tussen Fysieke Activiteiten en het Werkgeheugen
Het werkgeheugen wordt gebruikt bij het onthouden van informatie en het werken met deze informatie. Het werkgeheugen bestaat uit twee delen, de ventrale (onderste) laterale prefrontale cortex en de dorsale (bovenste) laterale prefrontale cortex.Het succes op een werkgeheugentaak hangt direct samen met de mate van activiteit in het hersengebied (Crone, 2014). Met andere woorden bij personen waar het bovenste hersengebied harder werkt, blijken zij ook beter te presteren op een werkgeheugentaak. Het werkgeheugen ontwikkeld nog door tot laat in de adolescentie (Crone, 2014). Een manier om het werkgeheugen te meten is door de tijd tussen het aanbieden van informatie en het terughalen van informatie te variëren (Crone, 2014; Van der Niet et al., 2014). Iedereen heeft er naarmate de tijd langer duurt meer moeite mee (Crone, 2014).
Daarnaast kan er gebruik worden gemaakt van een zogenaamde manipulatietaak ook wel visueel geheugen taak (Crone, 2014; Van der Niet et al., 2014; Zach & Shalom, 2016) Deze bestaat uit twee delen. In het eerste deel is het de bedoeling exact na te zeggen wat de onderzoeker zegt. Het tweede deel is het manipulatiedeel, hier vraagt de onderzoeker de getallen in omgekeerde volgorde op te zeggen (Vb. 1-3-5 het kind moet dan zeggen 5-3-1). Dit blijkt een stuk moeilijker. De reden dat dit voor kinderen, waar de frontale cortex nog in ontwikkeling is, lastig is heeft te maken met de werking van verschillende subgebieden in de frontale cortex die op elkaar afgestemd moeten worden. Deze gebieden moeten als het ware met elkaar leren te communiceren (Kuehn, 2013; Crone, 2014; Van der Fels et al., 2015; Hartman et al., 2015). De vaardigheid om informatie in je gedachten te manipuleren, of om ermee te werken in je gedachten ontwikkelt dan ook nog tot ver in de adolescentie (Kuehn, 2013; Crone, 2014).
Zowel Van der Niet et al. (2014) als Zach en Shalom (2016) hebben in hun onderzoek gebruik gemaakt van de Visual Memory Span (VMS) subtest of the Wechsler Memory Scale-Revised. Deze test lijkt heel erg op voorgaande manipulatietaak. Bij de VMS wordt gebruik gemaakt van gekleurde vierkanten op een vel papier in plaats van getallen. Het kind moet dan de gekleurde vierkanten in dezelfde volgorde aanraken als de testleider het kind heeft
voorgedaan (Van der Niet et al., 2014; Zach & Shalom, 2016). Van der Niet et al. (2014) hebben geen significante correlatie gevonden tussen het deelnemen aan fysieke activiteiten en het werkgeheugen.
Zach en Shalom (2016) hebben daarentegen wel gevonden dat direct na een heftige inspanning het werkgeheugen beter werkt dan daarvoor. In de overzichtsstudies van Lees en Hopkins (2013) en Fedewa en Ahn (2011) is er ook gevonden dat het deelnemen aan aerobic als fysieke activiteit leidt tot een verbeterde werking van verschillende cognitieve functies waaronder het werkgeheugen. Er is door Zach en Shalom (2016) gebruik gemaakt van de
VMS subtest of the Wechsler Memory Scale-Revised. Bij beide uitvoeringen van de testen is er een betrouwbaarheid gevonden van r = 0.70 tot r = 0.90.
Daarnaast correleren fysieke activiteiten in de schoolse context positief met de psychologische gezondheid van kinderen (Bunketorp Käll et al., 2015; Ussher, Owen, Cook & Whincup, 2007). Keeley en Fox (2009) hebben net als Van der Fels et al. (2015)
aangetoond dat het deelnemen aan fysieke activiteiten verschillende cognitieve functies
positief beïnvloed. Hartman et al. (2015) hebben onderzoek gedaan naar het programma Fit en Vaardig waarbij het deelnemen aan fysieke activiteiten ingebed zit in het volledige
curriculum. Fit en Vaardig is een programma dat gericht is op bewegend leren (Hartman et al., 2015). Kinderen die hebben meegedaan in de experimentele conditie aan een onderzoek naar bewegend leren hebben in twee jaar tijd een vooruitgang laten zien van twee jaar en vijf maanden. Dit in tegenstelling tot de kinderen in de controleconditie die niet meededen aan het bewegend leren programma en in twee jaar een vooruitgang van twee jaar lieten zien
(Hartman et al., 2015). Het verschil in vooruitgang wordt vooral verklaard door een verbetering van de verschillende executieve functies. Fit en Vaardig wordt ingezet bij remediërende opdrachten bij taal en rekenen, en wordt niet ingezet tijdens het aanbieden van nieuwe stof (Hartman et al., 2015).
Er is een verband gevonden tussen fysieke activiteiten en werkgeheugen. Echter waren dit niet altijd significante resultaten. De aerobic gerelateerde onderzoeken laten vooral een verschil zien in executieve functies vrijwel direct na de inspanning (Hopkins, 2013; Fedewa & Ahn, 2011; Zach & Shalom, 2016). Dit in tegenstelling tot het onderzoek van Hartman et al. (2015) dat doormiddel van bewegend leren een lange termijn effect laat zien.
Het verband tussen Fysieke Activiteiten en Plannen
De executieve functie plannen is nauw verbonden met de executieve functie cognitieve flexibiliteit (Crone, 2014). Plannen is de vaardigheid om vooruit te denken, en om
verschillende taken een prioriteit te geven. Bij kinderen wordt dit vaak gemeten door middel van de Tower of London (Chang et al., 2015; Van der Niet et al., 2014). De Tower of London is een test waarbij een kind drie kleuren ballen ziet. Rood, Geel en Blauw en ook drie staafjes waar de ballen op kunnen. Deze staafjes hebben drie verschillende hoogtes. Het kind krijgt een plaatje te zien van de ballen en moet dat in zo min mogelijk zetten namaken (Van der Niet et al., 2014). Zowel de tijd wordt gemeten als het aantal zetten dat nodig is. Het is dus van belang dat het kind werkt met het eindresultaat in gedachte (Van der Niet et al., 2014;
Köstering, et al., 2015).Van der Fels et al. (2015) hebben een relatie gevonden tussen fysieke activiteiten en motorische vaardigheden die bijdragen aan de ontwikkeling van verschillende executieve functies. Dit kan van invloed zijn op een test als de Tower of London.
In een onderzoek naar de test-hertest betrouwbaarheid van de Tower of London is een hoge betrouwbaarheid gevonden voor het meten van de planvaardigheid, r > 0.7 (Kösterin et al., 2015). Een grotere deelname aan fysieke activiteiten is geassocieerd met betere
planvaardigheden, door een hogere score bij de Tower of Londen r = 0.24 (Van der Niet et al., 2014). Daarnaast werd er ook een lagere executie tijd gemeten bij de Tower of Londen r = -0.29 (Van der Niet et al., 2014). En er is een significante correlatie gevonden tussen de tijd die besteed is aan fysieke activiteiten en de totale executie tijd bij de Tower of London r = -0.29 (Van der Niet et al., 2014). Deze resultaten impliceren een verbeterde planvaardigheid als gevolg van het deelnemen aan fysieke activiteiten. En het komt overeen met Fedewa en Ahn (2011) die in hun overzichtsstudie gevonden hebben dat aerobic positief bijdraagt aan de ontwikkeling van verschillende cognitieve en academische vaardigheden. Buck, Hillman en Castelli (2008) hebben op hun beurt ook laten zien in een onderzoek naar zeven tot
twaalfjarige dat aerobic fitte kinderen beter presteerden op executieve functietaken als plannen dan minder fitte peers.
Zowel het onderzoek van Van der Niet en collega’s als Kösterin en collega’s laten significante relaties zien tussen fysieke activiteiten en de executieve functie plannen. Dit komt ook overeen met Lees en Hopkins (2013) die gevonden hebben dat het deelnemen aan fysieke activiteiten leidt tot een verbetering van de executieve functies, het psychosociaal
functioneren en de academische prestaties.Sibley en Etnier (2003) laten in hun meta-analyse ook zien dat beweging, fysieke activiteit, significant gerelateerd is aan een verbeterde cognitie van kinderen in de schoolleeftijd.
Conclusie en Discussie
Concluderend kan er gesteld worden dat er verbanden zijn tussen het deelnemen aan matig tot inspannende fysieke activiteiten gedurende de dag en de verschillende executieve functies. Het verband is echter niet voor alle executieve functies even sterk. Toch kan er gesproken worden van een verband tussen het deelnemen aan fysieke activiteiten en een verbetering van het overgrote deel van de executieve functies. Hier zijn verschillende
verklaringen voor mogelijk. Zo kan er sprake zijn van een verhoogde concentratie doordat de kinderen hun energie beter kwijt kunnen op meerdere momenten per dag. Een andere
mogelijkheid is dat er op het moment zelf, direct na inspanning, wel sprake is van verbetering van verschillende executieve functies, maar deze over tijd geen stand houdt. Dit lijkt echter voor Fit en Vaardig niet op te gaan, omdat hier wel degelijk een effect gemeten is na langere tijd. Ook kan er sprake zijn van de groei van de executieve functies bij de leeftijd. Doordat het kind ouder wordt ontwikkelen zijn/haar executieve functies.
Aangezien de executieve functies sowieso nog toenemen naarmate iemand ouder wordt tot een jaar of twintig, moet dit worden meegenomen. Executieve functies zijn op verschillende vlakken in de ontwikkeling van een kind van belang. Zowel voor het gedrag dat hij/zij naar buiten presenteert als voor het regelen van kleine verantwoordelijkheden. Tevens zijn de executieve functies van belang voor het academisch functioneren en het psychosociaal
functioneren. De executieve functies zijn net als de academische prestaties gedurende de ontwikkeling van het kind zelf ook constant in ontwikkeling. Daarnaast dragen de
verschillende executieve functies bij aan het nemen van beslissingen, en het uiten van gedrag. Wat het kind in stand houd of probeert aan te passen naar aanleiding van feedback van
zichzelf of anderen op reacties en ervaringen in verschillende situaties.
Helaas zijn er geen resultaten bekend van longitudinaal onderzoek en dit maakt het lastig om iets te zeggen over de verhouding tussen mogelijk blijvende resultaten en de gemeten tijdelijke resultaten. Van der Fels et al. (2015) hebben in hun meta-analyse
aangetoond dat er een verband is tussen het ontwikkelen van de motorische vaardigheden als gevolg van het deelnemen aan fysieke activiteiten. En dat deze motorische vaardigheden bijdragen aan een betere ontwikkeling van de executieve functies. Deze stijging bleek waarneembaar tot aan de puberteit. Daarna nam dit af, dus mogelijk is er vooral in de jonge kindertijd veel resultaat te bereiken. Zoals te zien was in het onderzoek van Buck, Hopkins en Castelli (2008) en ook Zach en Shalom (2016) werd er direct na het deelnemen aan een fysieke activiteit een betere score op de werkgeheugentaken gevonden. Dit impliceert dat er een direct effect zichtbaar was.
Ook bij het programma Fit en Vaardig (Hartman et al., 2015) werden er directe resultaten gemeten. Maar ook resultaten na twee jaar, waarbij er wel twee jaar met het programma gewerkt is. Waarbij er een positieve ontwikkeling gemeten is van ongeveer vijf maanden ten opzichte van de controlegroep. Deze voorsprong lijkt niet meer ingehaald te kunnen worden door de andere groep. Eenzelfde resultaten zijn in het Zweedse onderzoek van Käll et al. (2014) gevonden. Echter is de vraag of dit alleen voor deze leeftijdsgroep geldt en of deze voorsprong behouden blijft of langzaam terugloopt. Er bestaat geen twijfel over de positieve invloed van fysieke activiteiten op de cognitieve vaardigheden van kinderen. Er is echter nog weinig bekend over de dosis-respons-relatie en over het soort fysieke activiteit dat
bijdraagt aan het verbeteren van de cognitieve vaardigheden en academische prestaties van kinderen. Dat er positieve relaties zijn is, uit verschillende literatuur op te maken.
Een ander belangrijk punt is de manier waarop er deel wordt genomen aan fysieke vaardigheden. Als er ‘alleen’ gesport wordt in de sportzaal zal dat wellicht ook andere resultaten geven dan wanneer het bewegen ingebed zit in het gehele curriculum. Er is niet geheel duidelijk geworden of de remediërende opdrachten die de kinderen bij Fit en Vaardig hebben gekregen gelijk stonden aan het aantal remediërende opdrachten van de controlegroep. En of deze tijd net zo nuttig besteed is als bij de Fit en Vaardig groep, wellicht doordat de leerlingen het heel erg leuk vonden om op deze manier met de lesstof bezig te zijn. Daarnaast kan er ook sprake zijn van de leraar die bepaalde stof aanbied en zijn of haar relatie tot de rest van de klas. En niet te vergeten het bijbehorende pedagogische klimaat.
Het is belangrijk dat er vervolgonderzoek gedaan wordt naar de intensiteit van deze fysieke activiteiten. Daarmee kan onderzocht worden hoe vaak een kind aan fysieke
activiteiten deel moet nemen om baat te hebben bij deze fysieke activiteiten (dosis-respons-relatie). Daarnaast is het van belang om te onderzoeken of er een verschil zit in het type fysieke activiteit met betrekking tot de verschillende cognitieve functies. Dit omdat uit verschillende onderzoeken naar voren is gekomen dat aerobic een belangrijke bijdrage lijkt te leveren aan zowel verbeterde cognitieve functies als academische vaardigheden. Ook dient er dan onderzocht te worden of deze fysieke activiteiten op een meer reguliere basis in het curriculum ingebed kunnen worden. Het programma Fit en Vaardig lijkt hiervoor een goede opstap te zijn. Echter dient daar dan wel nog meer onderzoek naar gedaan te worden.
Literatuurlijst
Bunketorp Käll, L., Malmgren, H., Olsson, E., Lindén, T., & Nilsson, M. (2015). Effects of a Curricular Physical Activity Intervention on Children's School Performance, Wellness, and Brain Development. Journal of School Health, 85(10), 704-713.
doi:10.1111/josh.12303
Chang, Y. K., Labban, J. D., Gapin, J. I., & Etnier, J. L. (2012). The effects of acute exercise on cognitive performance: a meta-analysis. Brain research, 1453, 87-101.
doi:10.1016/j.brainres.2012.02.068
Crone, E. (2014). Het puberende brein: over de ontwikkeling van de hersenen in de unieke periode van de adolescentie. Amsterdam: Prometheus
Fedewa, A. L., & Ahn, S. (2011). The effects of physical activity and physical fitness on children's achievement and cognitive outcomes: a meta-analysis. Research quarterly for exercise and sport, 82(3), 521-535. doi:10.1080/02701367.2011.10599785 Hartman, E., Greeff, J. W. de, Verburgh, L., Meijer, A., Fels, I. M. J. van der, Smith, J.,
Oosterlaan, J., Bosker, R. J., Visscher, C. (2015). Effecten van fysieke activiteit op cognitie en de hersenen van kinderen in het primair onderwijs. Groningen:
Universitair Medisch Centrum Groningen.
Hillman, C. H., Buck, S. M., Themanson, J. R., Pontifex, M. B., & Castelli, D. M. (2009). Aerobic fitness and cognitive development: Event-related brain potential and task performance indices of executive control in preadolescent children. Developmental psychology, 45(1), 114. doi:10.1037/a0014437
Homack, S., & Riccio, C. A. (2004). A meta-analysis of the sensitivity and specificity of the Stroop Color and Word Test with children. Archives of Clinical Neuropsychology, 19(6), 725-743. doi:10.1016/j.acn.2003.09.003
Käll, L. B., Nilsson, M., & Lindén, T. (2014). The impact of a physical activity intervention program on academic achievement in a Swedish elementary school setting. Journal of school health, 84(8), 473-480. doi:10.1111/josh.12179
Keeley, T. J., & Fox, K. R. (2009). The impact of physical activity and fitness on academic achievement and cognitive performance in children. International Review of Sport and Exercise Psychology, 2(2), 198-214. doi:10.1080/17509840903233822
Köstering, L., Nitschke, K., Schumacher, F. K., Weiller, C., & Kaller, C. P. (2015). Test– retest reliability of the Tower of London Planning Task (TOL-F). Psychological assessment, 27(3), 925. doi:10.1037/pas0000097
Kuehn, B. M. (2013). Institute of medicine report advises schools to prioritize physical activity to promote health and learning. JAMA, 310(2), 131-132.
doi:10.1001/jama.2013.7849
Lees, C. Hopkins, J. (2013). Effect of aerobic exercise on cognition, academic achievement, and psychosocial function in children: a systematic review of randomized control trials. Preventing chronic disease, 10. doi:10.5888/pcd10.130010
Ploughman, M. (2008). Exercise is brain food: the effects of physical activity on cognitive function. Developmental neurorehabilitation, 11(3), 236-240.
doi:10.1080/17518420801997007
Reynolds, C. R., & MacNeill Horton, A. (2008). Assessing executive functions: A life span perspective. Psychology in the Schools, 45(9), 875-892. doi:10.1002/pits.20332 Sibley, B. A., & Etnier, J. L. (2003). The relationship between physical activity and cognition
in children: a meta-analysis. Pediatric exercise science, 15(3), 243-256. doi:10.1123/pes.15.3.243
Singh, A., Uijtdewilligen, L., Twisk, J. W., Van Mechelen, W., & Chinapaw, M. J. (2012). Physical activity and performance at school: a systematic review of the literature
including a methodological quality assessment. Archives of pediatrics & adolescent medicine, 166(1), 49-55. doi:10.1001/archpediatrics.2011.716
Trudeau, F., & Shephard, R. J. (2008). Physical education, school physical activity, school sports and academic performance. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 5(1), 1. doi:10.1186/1479-5868-5-10
Ussher, M. H., Owen, C. G., Cook, D. G., & Whincup, P. H. (2007). The relationship between physical activity, sedentary behaviour and psychological wellbeing among
adolescents. Social psychiatry and psychiatric epidemiology, 42(10), 851-856. doi:10.1007/s00127-007-0232-x
Van Cauwenberghe, E., Maes, L., Spittaels, H., van Lenthe, F. J., Brug, J., Oppert, J. M., & De Bourdeaudhuij, I. (2010). Effectiveness of school-based interventions in Europe to promote healthy nutrition in children and adolescents: systematic review of published and ‘grey’literature. British journal of nutrition, 103, 781-797.
doi:10.1017/S0007114509993370
Van der Fels, I. M., te Wierike, S. C., Hartman, E., Elferink-Gemser, M. T., Smith, J., & Visscher, C. (2015). The relationship between motor skills and cognitive skills in 4–16 year old typically developing children: A systematic review. Journal of science and medicine in sport, 18(6), 697-703. doi:10.1016/j.jsams.2014.09.007
Van der Niet, A. G., Hartman, E., Smith, J., & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school children. Psychology of sport and exercise, 15(4), 319-325.
doi:10.1016/j.psychsport.2014.02.010
Warburton, D. E., Nicol, C. W., & Bredin, S. S. (2006). Health benefits of physical activity: the evidence. Canadian medical association journal, 174(6), 801-809.
Zach, S., & Shalom, E. (2016). The influence of acute physical activity on working memory. Perceptual and motor skills, 122(2), 365-374. doi:10.1177/0031512516631066
