¿Por qué el cerebro necesita ejercicio?

La historia evolutiva de los humanos explica por qué la actividad física es importante para la salud del cerebro. En la década de 1990, los investigadores anunciaron una serie de descubrimientos que alterarían un principio fundamental de la neurociencia. Durante décadas, se entendió que el cerebro maduro era incapaz de desarrollar nuevas neuronas. Una vez que un individuo alcanza la edad adulta el cerebro comienza a perder neuronas en lugar de ganarlas.

En un experimento particularmente sorprendente con ratones, los científicos descubrieron que simplemente correr sobre una rueda condujo al nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo, una estructura cerebral asociada con la memoria.

Desde entonces, otros estudios han establecido que el ejercicio también tiene efectos positivos en el cerebro de los humanos, especialmente a medida que envejecemos, y que incluso puede ayudar a reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer y otras afecciones neurodegenerativas. Pero la investigación planteó una pregunta clave: ¿por qué el ejercicio afecta al cerebro?

La actividad física mejora la función de muchos sistemas de órganos en el cuerpo, pero los efectos generalmente están relacionados con un mejor rendimiento deportivo. Por ejemplo, cuando camina o corre, sus músculos demandan más oxígeno y, con el tiempo, su sistema cardiovascular responde aumentando el tamaño del corazón y construyendo nuevos vasos sanguíneos. Los cambios cardiovasculares son principalmente una respuesta a los desafíos físicos del ejercicio, que pueden mejorar la resistencia. Pero, ¿qué desafío provoca una respuesta del cerebro?

Responder esta pregunta requiere que reconsideremos nuestros puntos de vista sobre el ejercicio. Las personas a menudo consideran que caminar y correr son actividades que el cuerpo puede realizar en piloto automático. Pero la investigación llevada a cabo durante la última década indicaría que esta sabiduría popular está equivocada.

El ejercicio parece ser tanto una actividad cognitiva como física.

De hecho, este vínculo entre la actividad física y la salud del cerebro puede remontarse a millones de años hasta el origen de los rasgos distintivos de la humanidad. Si podemos entender mejor por qué y cómo el ejercicio involucra al cerebro, quizás podamos aprovechar las vías fisiológicas relevantes para diseñar rutinas de ejercicio novedosas que impulsen la cognición de las personas a medida que envejecen, trabajo que hemos comenzado a emprender, afirman los autores.

Haciendo flexiones con el cerebro

Para explorar por qué el ejercicio beneficia al cerebro, primero debemos considerar qué aspectos de la estructura cerebral y la cognición parecen responder mejor a él. Cuando los investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, liderados por Fred Gage y Henriette Van Praag, mostraron en la década de 1990 que correr aumentó el nacimiento de nuevas neuronas del hipocampo en ratones, notaron que este proceso parecía estar vinculado a la producción de una proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF)

El grupo de Salk y otros continuaron demostrando que la neurogénesis inducida por el ejercicio está asociada con un mejor rendimiento en tareas relacionadas con la memoria en roedores. Los resultados de estos estudios fueron sorprendentes porque la atrofia del hipocampo está ampliamente relacionada con las dificultades de memoria durante el envejecimiento humano saludable y se produce en mayor medida en personas con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Los hallazgos en roedores proporcionaron una visión inicial de cómo el ejercicio podría contrarrestar esta disminución.

Después de este trabajo en animales, los investigadores llevaron a cabo una serie de investigaciones que determinaron que en los humanos, al igual que en los roedores, el ejercicio aeróbico conduce a la producción de BDNF y aumenta la estructura, es decir, el tamaño y la conectividad, de las áreas clave del cerebro, incluido el hipocampo. En un ensayo aleatorio realizado en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign por Kirk Erickson y Arthur Kramer, 12 meses de ejercicio aeróbico condujeron a un aumento en los niveles de BDNF, un aumento en el tamaño del hipocampo y mejoras en la memoria en adultos mayores.

Otros investigadores han encontrado asociaciones entre el ejercicio y el hipocampo en una variedad de estudios observacionales. En nuestro propio estudio de más de 7,000 adultos de mediana edad a adultos mayores en el Reino Unido, publicado en 2019 en Brain Imaging and Behavior, demostramos que las personas que dedicaron más tiempo a una actividad física moderada a vigorosa tenían volúmenes de hipocampo más grandes.

Aunque todavía no es posible decir si estos efectos en los humanos están relacionados con la neurogénesis u otras formas de plasticidad cerebral, como el aumento de las conexiones entre las neuronas existentes, los resultados indican claramente que el ejercicio puede beneficiar el hipocampo del cerebro y sus funciones cognitivas.

Los investigadores también han documentado vínculos claros entre el ejercicio aeróbico y los beneficios para otras partes del cerebro, incluida la expansión de la corteza prefrontal. Tal aumento de esta región se ha relacionado con funciones cognitivas ejecutivas más agudas, que involucran aspectos de planificación, toma de decisiones y multitarea, habilidades que, como la memoria, tienden a disminuir con un envejecimiento saludable y se degradan aún más en presencia de Alzheimer. Los científicos sospechan que el aumento de las conexiones entre las neuronas existentes, en lugar del nacimiento de nuevas neuronas, son responsables de los efectos beneficiosos del ejercicio en la corteza prefrontal y otras regiones del cerebro fuera del hipocampo.

Desde una perspectiva evolutiva, tendría sentido tener un cerebro listo para responder a una serie de desafíos durante y después de la búsqueda de alimentos para maximizar las posibilidades de éxito en esa tarea. Pero los recursos fisiológicos necesarios para construir y mantener dicho cerebro, incluidos los que apoyan el nacimiento y la supervivencia de nuevas neuronas, le cuestan energía al cuerpo, lo que significa que si no usamos regularmente este sistema, es probable que perdamos estos beneficios.

Esta perspectiva evolutiva de la neurociencia sobre el ejercicio y el cerebro tiene profundas implicaciones para los humanos de hoy. En nuestra sociedad moderna, no necesitamos participar en actividades físicas aeróbicas para encontrar comida para sobrevivir. La atrofia cerebral y los declives cognitivos concomitantes que ocurren comúnmente durante el envejecimiento pueden estar en parte relacionados con nuestros hábitos sedentarios.

Pero simplemente hacer más ejercicio puede no dar cuenta del potencial total de la actividad física para mantener a raya el deterioro cerebral. De hecho, nuestro modelo sugiere que incluso las personas que ya realizan mucha actividad aeróbica pueden querer repensar sus rutinas. Es posible que no siempre hagamos ejercicio de manera que aprovechemos al máximo nuestros mecanismos evolucionados para mantener el rendimiento cerebral.

Piense en las formas en que muchos de nosotros hacemos nuestro ejercicio aeróbico. A menudo vamos a gimnasios y usamos una máquina de ejercicios estacionaria; la tarea más exigente cognitivamente en un entrenamiento de este tipo podría ser decidir qué canal mirar en la televisión incorporada. Además, estas máquinas eliminan algunas de las exigencias de mantener el equilibrio y ajustar la velocidad, entre muchos otros desafíos cognitivos intrínsecos del movimiento a través de un entorno cambiante.

Fuente INTRAMED