Entrena tu cerebro

1. Actualmente está bien establecido que el ejercicio tiene efectos positivos en el cerebro, especialmente a medida que envejecemos.
2. Lo que está menos claro en primer lugar es porque la actividad física afecta al cerebro.
3. Eventos clave en la historia evolutiva de los humanos han determinado la relación entre el ejercicio y la función cerebral.
4. El ejercicio que es desafiante a nivel cognitivo puede tener más beneficios para el cerebro que la actividad física que implica menores demandas cognitivas.

En los 90 los científicos anunciaron una serie de descubrimientos que constituirían un cimiento para la neurociencia. Por décadas el cerebro maduro fue entendido como incapaz de hacer crecer nuevas neuronas. Una vez que un individuo alcanza la adultez, se pensaba que el cerebro comenzaba a perder neuronas en vez de ganarlas. Pero apareció evidencia que indicaba que el cerebro adulto podría de hecho, generar nuevas neuronas. En un experimento en particular con ratones, los científicos encontraron que solamente correr en una rueda condujo al nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo, una estructura cerebral que está asociada a la memoria. Desde ese entonces, otros estudios han establecido que el ejercicio tiene efectos positivos en el cerebro de los humanos, especialmente a medida que se envejece, y eso podría ayudar a reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer y otras condiciones neurodegenerativas. Pero de las investigaciones apareció una pregunta clave: ¿Porque afecta el ejercicio al cerebro?.

La actividad física mejora la función de muchos de los sistemas de órganos en el cuerpo, pero los efectos están frecuentemente relacionados a un mejor rendimiento atlético. Por ejemplo, cuando caminas o corres, tus músculos demandan más oxígeno, y en el tiempo tu sistema cardiovascular responde incrementando el tamaño del corazón y construyendo nuevos vasos sanguíneos. Los cambios cardiovasculares son principalmente una respuesta a los desafíos físicos del ejercicio, lo cual puede mejorar la resistencia. ¿Pero que desafíos producen una respuesta del cerebro?.

Responder esta pregunta requiere que repensemos nuestra visión acerca del ejercicio. La gente frecuentemente considera a la caminata y la carrera como actividades que el cuerpo puede hacer en piloto automático. Pero las investigaciones realizadas en la década pasada por nosotros y otros grupos indican que esta creencia popular es errónea. Por el contrario, el ejercicio parece ser una actividad tanto cognitiva como física. De hecho, este vínculo entre actividad física y salud del cerebro puede venir de millones de años atrás de rasgos distintivos de la humanidad. Si podemos comprender mejor porque y como el ejercicio implica al cerebro, quizás podamos develar las vías fisiológicas relevantes para diseñar programas de ejercicio novedosos que mejoren la cognición de las personas a medida que envejecen, trabajo que hemos comenzado a realizar.

FLEXIBILIZANDO AL CEREBRO

Para explorar porque el ejercicio es beneficioso para el cerebro, debemos considerar primero cuales aspectos de la estructura y cognición cerebral parecen responder al mismo. Cuando científicos del Salk Institute de Estudios Biológicos en La Jolla, California, liderados por Fred Gage y Henriette Van Praag, demostraron en los noventa que correr aumentaba el nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo en ratones, ellos notaron que este proceso parecía estar vinculado a la producción de una proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, brain-derived neurotrophic factor). El BDNF se produce en todo el cuerpo y en el cerebro, y promueve tanto el nacimiento como la supervivencia de neuronas nacientes. El grupo de Salk y otros se dirigieron a demostrar que la neurogénesis asociada al ejercicio está asociada con la mejora del rendimiento en tareas relacionadas a la memoria en ratones. Los resultados de estos estudios fueron llamativos debido a que la atrofia del hipocampo está ampliamente relacionada a las dificultades de la memoria durante el envejecimiento del humano sano y ocurre en un mayor grado en los individuos con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Estos hallazgos en roedores proveen un vislumbramiento inicial sobre como el ejercicio podría contrarrestar esta disminución.

Siguiendo este trabajo en animales, los investigadores realizaron una serie de estudios que determinaron que, en los humanos, como en los roedores, el ejercicio de resistencia conduce a la producción de BDNF y aumenta la estructura, esto es el tamaño y la conectividad, de áreas clave del cerebro, incluyendo el hipocampo. En estudios aleatorizados conducidos en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign por Kirk Erickson y Arthur Kramer, 12 meses de ejercicio de resistencia condujeron al aumento de 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 diversidad de estudios observacionales. En nuestro propio estudio de más de 7000 adultos de mediana edad a mayores en el Reino Unido, publicado en la revista Brain Imaging and Behavior, demostramos que la gente que realiza más tiempo actividades físicas de intensidad media a alta tenía mayor volumen en el hipocampo. Aunque todavía no es posible plantear que estos efectos están relacionados a neurogénesis en los humanos u otras formas de plasticidad cerebral, tal aumento de conexiones entre las neuronas existentes, claramente indica que el ejercicio puede ser beneficioso para el hipocampo y las funciones cognitivas del cerebro.

Los científicos también han documentado vínculos claros entre el ejercicio de resistencia y los beneficios para otras partes del cerebro, incluyendo la expansión del córtex prefrontal, que se sitúa justo detrás de la frente. Tal aumento de esta región podría mejorar las funciones cognitivas ejecutivas, que implican la planificación, toma de decisiones, y multitareas, capacidades que como la memoria, tienden a disminuir con el envejecimiento saludable y son más afectadas en la presencia de Alzheimer. Los científicos sospechan que el incremento en las conexiones entre las neuronas existentes, en vez del nacimiento de neuronas nuevas, es el responsable de los efectos beneficios del ejercicio sobre el córtex prefrontal y otras regiones del cerebro fuera del hipocampo.

DE PIE Y ACTIVO

Con mucha evidencia que indica que el ejercicio de resistencia puede mejorar la salud del cerebro, especialmente en adultos mayores, el paso siguiente es determinar exactamente que desafíos cognitivos posee la actividad física para generar esta respuesta adaptativa. Pensamos que analizar la relación evolutiva entre el cerebro y el cuerpo puede ser un buen lugar para comenzar. Los homínidos (el grupo que incluye a los humanos modernos y nuestros parientes cercanos extintos) se separaron del linaje que condujo a nuestros parientes vivos más cercanos, los chimpancés y bonobos, aproximadamente hace 6 y 7 millones de años. En esos tiempos, los homínidos evolucionaron en una serie de adaptaciones anatómicas y de comportamiento que nos distinguen de otros primates. Pensamos que dos de estos cambios evolutivos en particular, pueden explicar los resultados que estamos encontrando actualmente en el vínculo entre el ejercicio y la función cerebral.

En primer lugar, nuestros ancestros pasaron de caminar en cuatro patas a caminar de pie solo con sus piernas. La postura bípeda significa que hay momentos en que nuestros cuerpos están pobremente equilibrados sobre un solo pie en comparación a dos o cuatro miembros tal como en otros simios. Para lograr esta tarea, nuestros cerebros deben coordinar una gran cantidad de información y, en el proceso, realizar ajustes a la actividad muscular a través de todo el cuerpo para mantener el equilibrio. Mientras coordinamos estas acciones, también debemos mirar a cualquier obstáculo del ambiente. En otras palabras, simplemente porque somos bípedos, nuestros cerebros están más desafiados a nivel cognitivo que los de nuestros ancestros cuadrúpedos.

Segundo, la forma de vivir de los homínidos cambió para incorporar mayores niveles de actividad aeróbica. La evidencia de fósiles indica que, en las etapas iniciales de la evolución humana, nuestros ancestros fueron probablemente simios bípedos sedentarios que comían principalmente plantas. Hace 2 millones de años, sin embargo, a medida que el hábitat cambiaba hacia un clima más frío, al menos un grupo de nuestros ancestros comenzó a alimentarse de un modo nuevo, cazando animales y recolectando plantas. La caza y la recolección dominó las estrategias de supervivencia humanas por cerca de 2 millones de años hasta el advenimiento de la agricultura y el pastoreo hace cerca de 10000 años. Con Herman Pontzer de la Universidad de Duke, y Brian Wood de la Universidad de California, en Los Angeles, hemos demostrado que, debido a las largas distancias atravesadas para buscar comida, la caza y la recolección implican una actividad aeróbica mucho mayor a la observada en otros simios.

El incremento de las demandas en el cerebro acompañó este cambio hacia una rutina físicamente más activa. Cuando se movían, los cazadores-recolectores tenían que revisar los alrededores para asegurarse que sabían dónde estaban. Este tipo de navegación espacial dependía del hipocampo, la misma región del cerebro que se beneficia a partir del ejercicio y que tiende a atrofiarse a medida que envejecemos. Además, tenían que revisar el paisaje para encontrar signos de comida, utilizando la información sensorial de sus sistemas visual y auditivo. Tenían que recordar donde habían estado antes y cuando ciertos tipos de comida estaban disponibles. El cerebro utilizaba esta información a partir de la memoria a corto y largo plazo, permitiendo que se tomaran decisiones y planificar sus rutas y tareas cognitivas que son apoyadas por el hipocampo y el córtex prefrontal, entre otras regiones. Los cazadores-recolectores también se movían en grupos, caso en el cual tenían conversaciones mientras sus cerebros mantenían su equilibrio y manteniéndolos ubicados a nivel espacial en su ambiente. Toda esta multitarea es controlada, en parte, por el córtex prefrontal, que también tiene a disminuir con la edad.

Aunque cualquier animal debe moverse y arreglárselas para encontrar comida, los cazadores-recolectores deben hacer esto durante caminos recorridos rápido que pueden extenderse por más de 20 km. A velocidades elevadas, la multitarea se vuelve aún más difícil y requiere un procesamiento de la información más rápido. Desde una perspectiva evolutiva, tiene sentido tener un cerebro listo para responder a una serie de desafíos durante los recorridos para maximizar las posibilidades de éxito para encontrar alimento. Pero los recursos fisiológicos que se requieren para construir y mantener un cerebro como ese, incluyendo el apoyo al nacimiento y la supervivencia de nuevas neuronas, le cuestan energía al cuerpo, lo que significa que, si no utilizamos regularmente este sistema, perderemos estos beneficios. Esta perspectiva de neurociencia evolutiva sobre el ejercicio y el cerebro, que detallamos en un artículo publicado en 2017 en Trends in Neurosciences, tiene implicancias profundas para los humanos en la actualidad. En nuestra sociedad moderna, no necesitamos realizar actividad física aeróbica para encontrar alimento para sobrevivir. El cerebro se atrofia y el deterioro cognitivo que ocurre comúnmente durante el envejecimiento puede estar parcialmente relacionado a nuestros hábitos sedentarios.

Pero simplemente ejercitarse más puede no permitir lograr el potencial completo de la actividad física para detener el deterioro del cerebro. Efectivamente, nuestro modelo sugiere que incluso las personas que realizan mucha actividad aeróbica pueden repensar sus rutinas. Es posible que no siempre nos ejercitemos en las formas en las que tomamos una ventaja total de los mecanismos evolutivos para sostener el rendimiento del cerebro.

Piensa en las formas en las que muchos de nosotros realizamos ejercicio aeróbico. Frecuentemente vamos a un gimnasio y utilizamos una máquina para realizar ejercicio, la tarea más demandante a nivel cognitivo de tal entrenamiento puede ser decidir que canal mirar en la televisión. Lo que es más, estas máquinas evitan algunas de las demandas de mantener el equilibrio y ajustar la velocidad, entre otros desafíos cognitivos intrínsecos del movimiento en un ambiente desafiante.

¿Y que si esta forma de ejercicio es un atajo para nosotros?. Nuestros antepasados evolucionaron en un mundo impredecible. ¿Y que si pudiéramos modificar nuestras rutinas de ejercicio para incluir desafíos cognitivos tales como los que enfrentaban nuestros antepasados cazadores-recolectores?. Si Podemos aumentar los efectos del ejercicio incluyendo una actividad cognitivamente demandante, entonces Podemos aumentar la eficacia de los regímenes de ejercicio direccionados a mejorar la cognición durante el envejecimiento y potencialmente alterar el curso de enfermedades neurodegenerativas tales como el Alzheimer.

MUEVETE Y PIENSA

De hecho, un cuerpo creciente de investigaciones sugiere que el ejercicio que es estimulante cognitivamente puede efectivamente beneficiar al cerebro mas que el ejercicio que no implica tales demandas cognitivas. Por ejemplo, Gerd Kempermann y sus colegas del Centro de Terapias Regenerativas Dresden en Alemania explore esta posibilidad comparando el crecimiento y supervivencia de nuevas neuronas en el hipocampo de ratones después de ejercicio solo o de ejercicio combinado con acceso a un ambiento enriquecido cognitivamente. Encontraron un efecto aditivo: el ejercicio solo era bueno para el hipocampo, pero combinar actividad física con demandas cognitivas en un ambiente estimulante era aún mejor, lo que conducía a aun más neuronas nuevas. Usar el cerebro durante y después del ejercicio pareció disparar una mejora de la supervivencia neuronal.

Nosotros y otros científicos hemos comenzado recientemente a extender estos estudios desde animales a humanos, con resultados prometedores. Por ejemplo, algunos investigadores han estado explorando combinar ejercicio y desafíos cognitivos en individuos que experimentan una declinación cognitiva significative. Cay Anderson-Hanley del Union College en Schenectady, N. Y., ha evaluado simultáneamente ejercicio e intervenciones cognitivas en personas con una afección cognitiva media, una condición asociada con un riesgo aumentado de Alzheimer. Se necesitan más trabajos en poblaciones como esta antes de realizar afirmaciones contundentes, pero los resultados sugieren que ya padecen algún deterioro cognitive pueden beneficiarse del ejercicio mientras juegan un video juego demandante a nivel mental. En estudios realizados en adultos sanos, Anderson-Hanley y colaboradores También han demostrado que ejercitarse mientras se juega a un videojuego cognitivamente demandante puede permitir un mayor incremento del BDNF circulante que el ejercicio solo. Estos hallazgos llevan mas allá la idea de que el BDNF es importante para los beneficios para el cerebro inducidos por el ejercicio.

En nuestro propio trabajo, hemos desarrollado un juego diseñado para desafiar específicamente aspectos de la cognición que tienden a disminuir con la edad y que son probablemente necesarios durante recorridos extensos. En el juego, los jugadores navegan espacialmente y completan tareas de atención y memoria mientras pedalean a una intensidad moderada. Para evaluar el potencial de este abordaje para mejorar el rendimiento cognitivo en ancianos sanos, estamos comparando un grupo que se ejercita mientras juega con otro que solo se ejercita, y un grupo control que solo mira video de naturaleza. Los resultados hasta ahora son prometedores.

Muchos otros grupos de investigaciones están probando combinaciones de ejercicio y tareas cognitivas. En el future cercano, tendremos probablemente una mejor idea de cómo apoyar y mejorar la cognición en personas sanas y aquellas que experimentan una disminución cognitiva relacionada a alguna enfermedad.

Además de intervenciones especialmente diseñadas como las descritas aquí, es posible que la participación en deportes que requieran combinaciones de tareas cognitivas y aeróbicas pueda ser una forma de activar estos beneficios en el cerebro. Por ejemplo, recientemente demostramos que corredores de cross country de nivel universitario que entrenan de manera extensive en caminos al aire libre poseen un aumento de la conectividad entre las regiones del cerebro asociadas con funciones cognitivas ejecutivas en comparación con adultos jóvenes pero más sedentarios. Los trabajos futuros van a ayudar a entender si estos beneficios son También mayores que aquellos corredores que entrenan en entornos menos complejos, por ejemplo, en un tapiz rodante.

Mucho permanece aun por descubrir. Aunque es todavía muy temprano para hacer prescripciones específicas para combinar ejercicio y tareas cognitivas, Podemos decir con certeza que el ejercicio es un jugador clave para preservar la función del cerebro a medida que envejecemos. Los lineamientos del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos sugieren que las personas deberían realizar ejercicio aeróbico al menos 150 minutos a la semana a una intensidad moderada o al menos 75 minutos a la semana a alta intensidad (o una combinación equivalente de las dos). Alcanzar y superar estas recomendaciones de ejercicio es bueno para el cuerpo y puede mejorar la salud del cerebro.

Las pruebas clínicas nos van a decir mucho más acerca de la eficacia de implicarnos en el ejercicio, que tipo de actividades mentales y físicas tienen más impacto, por ejemplo, y la intensidad y duración optimas del ejercicio para aumentar la cognición. Pero a luz de la evidencia actualmente, creemos que con el avance de las investigaciones podemos atacar vías fisiológicas que relacionan al cerebro y al cuerpo y explotan la capacidad adaptativa de nuestro cerebro para la plasticidad inducida por el ejercicio durante el envejecimiento. Al final, trabajar tanto el cuerpo como el cerebro durante el ejercicio puede ayudar a mantener la mente aguda por toda la vida.

Autores

David A. Raichlen es profesor de ciencias biológicas y director del laboratorio de biología evolutiva del ejercicio en la Universidad de Southern California. Sus investigaciones se centran sobre la biomecánica y la fisiología del ejercicio desde una perspectiva evolutiva.

Gene E. Alexander es profesor de psicología y psiquiatría y director del laboratorio de imágenes del cerebro, comportamiento y envejecimiento en la Universidad de Arizona. Estudia el envejecimiento del cerebro tanto en adultos sanos como en aquellos que sufren enfermedades neurodegenerativas.

Extraido de https://entrenamiento-optimo.com/

Fuente Original

https://www.scientificamerican.com/article/why-your-brain-needs-exercise/