Exercise, Physical Activity, and Cognitive Development in Childhood and Adolescence: A Review

Çocukluk ve Ergenlikte Egzersiz, Fiziksel Aktivite ve Bilişsel Gelişim: Bir Derleme

Sema Güzel¹, Menzure Sibel Yaman² Burakhan Aydemir³

¹Bayburt Üniversitesi, Lisanüstü Eğitim Enstitüsü, Bayburt, Türkiye / semaguzel2019[at]gmail.com Orcid: 0009-0009-2761-3273

²Faculty of Sport Sciences, İstanbul Rumeli University, İstanbul, Türkiye, msibel.yaman@edu.com.tr Orcid: 0000-0002-0715-3646
³Karadeniz Teknik Ünivertsitesi, Beden Eğitimi Bölümü, Trabzon, Türkiye burakhanaydemir@ktu.edu.tr; Orcid: 0000-0003-3922-3693

Doi: https://doi.org/

Received / Gönderim: 08.01.2025 Accepted / Kabul: 13.03.2025 Published / Yayın: 30. 04.2025

Download Full Text

Özet

Bu derleme çalışması, çocukluk ve ergenlik dönemlerinde egzersiz ve fiziksel aktivitenin bilişsel fonksiyonlar üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır.

Egzersiz ve fiziksel aktivite, çocukluk ve ergenlik döneminde yalnızca fiziksel uygunluğu geliştirmekle kalmayıp, yürütücü işlevler, dikkat, hafıza ve akademik başarı gibi bilişsel süreçleri de desteklemektedir. Modern yaşamın getirdiği dijitalleşme, geleneksel oyunların kaybolması ve hareketsiz yaşam biçiminin yaygınlaşması çocukların hem fiziksel hem de zihinsel gelişimlerini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu bağlamda yapılan araştırmalar, özellikle aerobik egzersizlerin hipokampal hacmi artırarak öğrenme ve hafıza süreçlerini güçlendirdiğini ve bilişsel performansı geliştirdiğini ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, ülkemizde konuya yönelik çalışmaların sınırlı olduğu, mevcut literatürün büyük oranda yurt dışı araştırmalara dayandığı görülmektedir. Çocukluk ve ergenlik döneminde kazanılan hareket alışkanlıkları, bireyin yaşam boyu sağlığı, akademik başarısı ve toplumsal uyumu açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu nedenle erken yaşlardan itibaren oyun ve egzersiz temelli programlarla çocuklara hareket alışkanlığı kazandırılması, hem bireysel hem de toplumsal düzeyde stratejik bir gereklilik olarak öne çıkmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Egzersiz, Fiziksel Aktivite, Bilişsel İşlevler, Çocukluk, Ergenlik

Abstract

This narrative review investigates the effects of exercise and physical activity on cognitive functions during childhood and adolescence.

The increasing prevalence of sedentary lifestyles, driven by digitalization, the decline of traditional play, and the conveniences of modern living, has negatively affected both the physical and mental development of young populations. Recent research highlights that especially aerobic exercise stimulates neurobiological mechanisms, including hippocampal volume expansion and elevated brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels, thereby strengthening learning and memory processes while improving overall cognitive performance. Nevertheless, in Turkey, research on this subject remains limited, with much of the current knowledge derived from international studies. Developing movement habits during early childhood is therefore of critical importance, as these habits significantly shape lifelong health, academic success, and social integration. Consequently, implementing play- and exercise-based programs from the earliest stages of education should be considered a strategic necessity, both at the individual and societal level.

Keywords: Exercise, Physical Activity, Cognitive Functions, Childhood, Adolescence

Download Full Text

References

• Akalan, C. (2013). Body composition changes among 7-14 years old male children living in Ankara province-a fifteen year cross-sectional study. Life Science Journal, 10(4s), 348- 353.
• Altermann, A., Ruber, C., Hill, H., Niessen, E., & Radtke, T. (2024). Physical fitness predicts attention performance in adolescence. Scientific Reports, 14(1), 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-023-50721-0
• Altındağ, Ö., & Sert, C. (2009). Çocuklarda vücut kompozisyonu ve fiziksel aktivite ilişkisi: Pilot çalışma. Türk Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, 55(1), 60–63.
• American Academy of Pediatrics. (2016). Physical activity for cognitive and mental health in youth: A systematic review. Pediatrics, 138(3), e20161642. https://doi.org/10.1542/peds.2016-1642
• Ankaralı, S., & Bayramlı, Z. (2019). Aerobik kapasite ve bilişsel performans ilişkisi. Anadolu Klinikleri, 24(2), 159–166. https://doi.org/10.21673/anadoluklin.545550
• Baltacı, G., Irmak, H., Kesici, C., Çelikcan, E., & Çakır, B. (2008). Fiziksel aktivite bilgi serisi. Ankara: T.C. Sağlık Bakanlığı.
• Black, J. E., Isaacs, K. R., Anderson, B. J., Alcantara, A. A., & Greenough, W. T. (1990). Learning causes synaptogenesis, whereas motor activity causes angiogenesis, in cerebellar cortex of adult rats. Proceedings of the National Academy of Sciences, 87(14), 5568–5572.
• Ceyhan, M. A. (2022a). Covid-19 sürecinde okul öncesi çocuklarda oyun ve spor üzerine güncel yaklaşımlar. The Online Journal of Recreation and Sports, 11(1), 48–56. https://doi.org/10.22282/ojrs.2022.95
• Ceyhan, M. A. (2022b). Physical education and sports in terms of values education. The Online Journal of Recreation and Sports, 11(2), 11–18. https://doi.org/10.22282/ojrs.2022.97
• Chow, B. C., McKenzie, T. L., & Louie, L. (2015). Children’s physical activity and associated variables during preschool physical education. Advances in Physical Education, 5(1), 39–49. https://doi.org/10.4236/ape.2015.51005
• Christiansen, L., Beck, M. M., Bilenberg, N., Wienecke, J., & Astrup, A. (2019). Effects of exercise on cognitive performance in children and adolescents with ADHD: A systematic review. Journal of Clinical Medicine, 8(6), 841. https://doi.org/10.3390/jcm8060841
• Cinemre, A., Turnagöl, H., & Okut, G. (2011). Voleybolcu çocukların kemik yapılarının değerlendirilmesi. Gazi Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 16(3), 49–58.
• Coşkuntürk, O. S., Kurcan, K., Yel, K., & Güzel, S. (2023). Teknolojik gelişmelerin hareketsiz yaşama ve çocuklarda psiko-motor gelişime etkileri. Dede Korkut Spor Bilimleri Dergisi, 1(1), 48–59. https://dergipark.org.tr/tr/pub/dksbd/issue/77859/1309808
• Cui, L. (2024). The effects of physical activity on adolescent cognition and brain health: A review. Frontiers in Psychology, 15, 1383384. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2024.1383384
• Diamond, A. (2000). Close interrelation of motor development and cognitive development and of the cerebellum and prefrontal cortex. Child Development, 71(1), 44–56. https://doi.org/10.1111/1467-8624.00117
• Drigny, J., Gremeaux, V., Dupuy, O., Gayda, M., Bherer, L., Juneau, M., & et al. (2014). Effect of interval training on cognitive functioning and cerebral oxygenation in obese patients: A pilot study. Journal of Rehabilitation Medicine, 46(10), 1050–1054. https://doi.org/10.2340/16501977-1905
• Economos, C. D., Bakun, P. J., Herzog, J. B., Dolan, P. R., Lynskey, V. M., Markow, D., Sharma, S., & Nelson, M. E. (2012). Children’s perceptions of weight, obesity, nutrition, physical activity and related health and socio-behavioural factors. Public Health Nutrition, 17(1), 170–178. https://doi.org/10.1017/S136898001200479X
• Esteban-Cornejo, I., Cordero, M., Martinez-Gomez, D., Teixeira, P. J., Santos, R., Veiga, O. L., & Hallal, P. C. (2015). Objectively measured physical activity and cognitive performance in youth: Findings from the 1993 Pelotas (Brazil) birth cohort. Journal of Science and Medicine in Sport, 18(5), 534–539. https://doi.org/10.1016/j.jsams.2014.07.014
• Farina, N., Rusted, J., & Tabet, N. (2014). The effect of exercise interventions on cognitive outcome in Alzheimer’s disease: A systematic review. International Psychogeriatrics, 26(1), 9–18. https://doi.org/10.1017/S1041610213001385
• Galimberti, D., & Scarpini, E. (2010). Treatment of Alzheimer’s disease: Symptomatic and disease-modifying approaches. Current Aging Science, 3(1), 46–56. https://doi.org/10.2174/1874609811003010046
• Gallahue, D. L., & Donnely, F. (2003). Developmental physical education for all children. Human Kinetics.
• Göde, O., & Susar, F. (1997). Okul öncesi eğitimin önemi ile bu eğitimde oyunun ve bedensel etkinliklerin rolü. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(1), 39–48.
• Haskell, W. L., Lee, I. M., Pate, R. R., Powell, K. E., Blair, S. N., Franklin, B. A., et al. (2007). Physical activity and public health: Updated recommendation for adults from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association. Medicine & Science in Sports & Exercise, 39(8), 1423–1434. https://doi.org/10.1249/mss.0b013e3180616b27
• Haverkamp, B. F., Wiersma, R., Vertessen, K., Van Ewijk, H., Oosterlaan, J., & Hartman, E. (2020). Effects of physical activity interventions on cognitive outcomes and academic performance in children and adolescents: A meta-analysis. Journal of Sports Sciences, 38(23), 2697–2715. https://doi.org/10.1080/02640414.2020.1794763
• Herting, M. M., & Chu, X. (2017). Exercise, cognition, and the adolescent brain. Frontiers in Psychology, 8, 604. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2017.00604
• Janssen, I., Katzmarzyk, P. T., Boyce, W. F., & Pickett, W. (2004). The independent influence of physical inactivity and obesity on health complaints of 6th to 10th grade Canadian youth. Journal of Physical Activity and Health, 1(4), 331–343.
• Karaaslan, B. T. (2017). Düşük ve orta gelirli ülkelerde erken çocukluk döneminde gelişim ve çocuğa sunulan uyaranlar. Uluslararası Katılımlı Çocuk Gelişimi ve Nörolojisi Sempozyumu Bildiri Kitabı, 36–47.
• Lees, C., & Hopkins, J. (2013). Effect of aerobic exercise on cognition, academic achievement, and psychosocial function in children: A systematic review of randomized controlled trials. Preventing Chronic Disease, 10, E174. https://doi.org/10.5888/pcd10.130010
• Lillard, A. S., Drell, M. B., Richey, E. M., Boguszewski, K., & Smith, E. D. (2015). Further examination of the immediate impact of television on children’s executive function. Developmental Psychology, 51(6), 792–805. https://doi.org/10.1037/a0039097
• Linebarger, D. L., Barr, R., Lapierre, M. A., & Piotrowski, J. T. (2014). Associations between parenting, media use, cumulative risk, and children’s executive functioning. Journal of Developmental & Behavioral Pediatrics, 35(6), 367–377. https://doi.org/10.1097/dbp.0000000000000069
• Liu, H., Wang, X., Li, Y., & Zhang, Q. (2025). The effect of exercise on children’s and adolescents’ cognitive function: A systematic review and meta-analysis. Frontiers in Psychology, 16, 1556721. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2025.1556721
• Mengütay, S. (2005). Çocuklarda hareket gelişimi ve spor. Morpa Kültür Yayınları.
• Mullen, S. P., & Hall, P. A. (2015). Physical activity, self-regulation, and executive control across the lifespan. Frontiers in Human Neuroscience, 9, 614. https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00614
• Muratlı, S. (1997). Çocuk ve spor. Bağırgan Yayınevi.
• Oktay, A., Gürkan, T., Zembat, R., & Unutkan, Ö. P. (2003). Okul öncesi eğitim programı uygulama rehberi: Ne yapıyorum? Neden yapıyorum? Nasıl yapmalıyım. Ya-Pa Yayınları.
• Özer, D. S., & Özer, M. K. (2004). Çocuklarda motor gelişim. Nobel Yayın Dağıtım.
• Reeves, D. L. (2007). Parent involvement in early childhood settings. PACE.
• Sardinha, B., Baptista, F., & Ekelund, U. (2008). Objectively measured physical activity and bone strength in 9-year-old boys and girls. Pediatrics, 122(3), 728–736. https://doi.org/10.1542/peds.2007-2573
• Saygın, Ö., Polat, Y., & Karacabey, K. (2005). Çocuklarda hareket eğitiminin fiziksel uygunluk özelliklerine etkisi. Fırat Üniversitesi Sağlık Bilimleri Tıp Dergisi, 19(3), 205–212.
• Sedentary Behaviour Research Network. (2012). Letter to the editor: Standardized use of the terms “sedentary” and “sedentary behaviours.” Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 37(3), 540–542. https://doi.org/10.1139/h2012-024
• Sevimli, D., & Koçyiğit, F. (2009). Çocuklarda aerobik egzersizin kardiyopulmoner sistemdeki etkileri. TAF Preventive Medicine Bulletin, 8(2), 125–130.
• Şakar, M., Güzel, S., & Yel, K. (2024). Dijitalleşmenin spor ve fiziksel aktivite üzerindeki psikolojik yansımaları: Bir inceleme. In F. Çatıkkaş & T. Bozkuş (Eds.), Spor araştırmaları: Teorik ve uygulamalı yaklaşımlar (pp. 43–165). Duvar Yayınları.
• Taşçı, B. (2010). Sokağın günümüz koşullarında çocuk oyun alanı olarak ele alınması ve değerlendirilmesi [Unpublished master’s thesis]. Dokuz Eylül Üniversitesi.
• Thomas, A. G., Dennis, A., Bandettini, P. A., & Johansen-Berg, H. (2012). The effects of aerobic activity on brain structure. Frontiers in Psychology, 3, 86. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2012.00086
• Tolfrey, K., Jones, A. M., & Campbell, I. G. (2000). The effect of aerobic exercise training on the lipid–lipoprotein profile of children and adolescents. Sports Medicine, 29(2), 99–112.
• Topaloğlu, A. O., & Çeliköz, N. (2018). Validity and reliability test of “School Web Site Evaluation Scale” in terms of contribution to school–family communication level in preschool period. Journal for Educators, Teachers and Trainers, 9(2), 104–118.
• Tuzcu, G. F. (2018). Kesintili ve kesintisiz egzersiz yöntemlerinin bilişsel işlevler, risk alma, çalışma belleği ve dikkat üzerindeki etkilerinin bilişsel testler ve işlevsel yakın kızılötesi spektroskopi ölçümü ile araştırılması [Specialist thesis]. Ege Üniversitesi, İzmir.
• Türkiye Fiziksel Aktivite Rehberi. (2014). Türkiye Halk Sağlığı Kurumu, Sağlık Bakanlığı Yayın No: 940.
• Viir, R., & Veraksitš, A. (2012). Sitting and reclining are different states: Discussion of “Standardized use of the terms sedentary and sedentary behaviours.” Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 37(6), 1256. https://doi.org/10.1139/h2012-123
• Wikipedia Contributors. (2025, August 18). Neurobiological effects of physical exercise. In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Neurobiological_effects_of_physical_exercise
• Yel, K., Güzel, S., Kurcan, K., & Erkılıç, A. O. (2024). Spor ve stres yönetimi: Günlük yaşamda egzersizin rolü. In P. K. Doğan & M. Gönen (Eds.), Spor bilimlerinde kapsayıcı çalışmalar (pp. 42–62). Duvar Yayınları.
• Yıldız, İ. (2009). Farklı dirençlerle uygulanan kuvvet antrenmanlarının kız çocuklarının fiziksel ve kas-kuvvet gelişimlerine olan etkisinin incelenmesi [Master’s thesis]. Marmara Üniversitesi, İstanbul.
• Yörükoğlu, U., & Koz, M. (2007). Spor okulu çalışmaları ile basketbol antrenmanlarının 10–13 yaş grubu erkek çocukların fiziksel, fizyolojik ve antropometrik özelliklerine etkisi. Spormetre: Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 5(2), 79–83