El refuerzo de las vías neurales más usadas – de comportamiento, cognición o emoción –
es un fenómeno que acompaña al individuo desde antes de nacer y hasta su lecho de muerte
Todos sabemos que, a medida que envejecemos, nuestro cerebro va perdiendo neuronas y sinapsis – los mecanismos de comunicación entre ellas –. Hasta hace unos años, se creía que los adultos no podíamos desarrollar nuevas neuronas; sin embargo, ahora se sabe que sí es posible. Al proceso de producción de nuevas neuronas en adultos se lo denomina neurogénesis.
La neurogénesis
Según los neurólogos que trabajan en el estudio de la neurogénesis, las nuevas neuronas se forman exclusivamente en determinadas áreas del cerebro: en el bulbo olfatorio y en el hipocampo, una región cerebral clave en el aprendizaje que, además, también está involucrada en la memoria, el humor, el estado de ánimo y las emociones. Asimismo, todo parece indicar que las nuevas neuronas en el hipocampo son claves para el aprendizaje temporal de la realización de tareas complejas.
El ejercicio parece ser tanto una actividad cognitiva como física
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. Éste se entendía como una entidad estática e invariable que, simplemente, degeneraba a medida que envejecíamos o debido a lesiones cerebrales.
Tras ochenta días se analizaron sus cerebros y se descubrió que el córtex cerebral se había modificado en el grupo del ambiente enriquecido. En estos, la corteza cerebral era más extensa, debido al crecimiento de las espinas dendríticas de las neuronas, se observó angiogénesis – mayor número de vasos sanguíneos –, se vio incrementado el nivel del neurotransmisor acetilcolina, así como el del factor neutrófico derivado del cerebro, conocido por sus siglas en inglés BDNF, una proteína que se expresa especialmente en la corteza cerebral y el hipocampo, áreas fundamentales para procesos como aprendizaje y memoria.
Cuando investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, en un experimento particularmente sorprendente con ratones descubrieron que simplemente correr sobre una rueda condujo al nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo, una estructura cerebral asociada con la memoria. Notaron que este proceso parecía estar vinculado a la producción de la proteína llamada factor neurotrófico (BDNF).
El BDNF se produce en todo el cuerpo y en el cerebro, y promueve tanto el crecimiento como la supervivencia de las neuronas nacientes.
Se demostró 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.
Investigadores de la universidad de Iowa comprobaron que la actividad física estimula la angiogénesis; es decir, la formación de vasos sanguíneos a partir de los vasos preexistentes. Dado que el cerebro consume una gran cantidad de oxígeno, el hecho de que tenga más vasos sanguíneos y un mayor flujo de sangre, no puede ser sino beneficioso y mejorar las funciones cognitivas.
Se ha apreciado que la actividad física no solo incrementa el flujo sanguíneo durante el ejercicio, sino que este efecto se mantiene a lo largo del día. En diferentes experimentos se ha podido comprobar que cuando las personas que llevaban un estilo de vida sedentario comenzaban a practicar ejercicio, aumentaba rápidamente el flujo sanguíneo al cerebro, el cual se mantenía incluso cuando estaban descansando.
En un experimento en adultos mayores en el Reino Unido y publicado en 2019 en la revista Brain Imaging and Behavior, fue demostrado como las personas más tiempo dedicadas a una actividad física de moderada a vigorosa poseían volúmenes más grandes de sus respectivos hipocampos. También fueron hallados vínculos claros entre el ejercicio aeróbico y los beneficios para otras partes del cerebro, incluida la expansión de la corteza prefrontal. El aumento de esta región se ha relacionado con funciones cognitivas ejecutivas más agudas, donde se comprenden aspectos de planificación, toma de decisiones y multitarea, habilidades similares a la memoria con tendencia a disminuir con un envejecimiento progresivo, aún más degradadas en plena implantación del Alzheimer.
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.
Razón antropológica sobre los beneficios del ejercicio en el cerebro
Según David Raichlen, antropólogo y profesor en el área de Biología Humana y Evolutiva en la Universidad del Sur de California, existe una relación evolutiva entre el cerebro y el cuerpo hace millones de años, cuando los homínidos desarrollaron una serie de adaptaciones anatómicas y conductuales que nos distinguen de otros primates. Dos de estos cambios evolutivos en particular vinculan el ejercicio a la función cerebral de manera que las personas puedan hacer uso de la actualidad.
Segundo, la forma de vida de los homínidos cambió para incorporar niveles más altos de actividad aeróbica. Hace unos dos millones de años, a medida que los hábitats se secaban bajo un clima frío, al menos un grupo de humanos ancestrales comenzó a alimentarse de una nueva manera, cazando animales y recolectando alimentos vegetales.
La caza y la recolección dominaron las estrategias de subsistencia humana durante casi dos millones de años hasta el advenimiento de la agricultura y el pastoreo hace unos 10.000 años. El aumento de las demandas en el cerebro acompañó este cambio hacia una rutina más activa físicamente. Cuando buscan comida lejos, los cazadores-recolectores deben inspeccionar sus alrededores para asegurarse de saber dónde están. Este tipo de navegación espacial se basa en el hipocampo, la misma región del cerebro que se beneficia del ejercicio y que tiende a atrofiarse a medida que envejecemos. Además, tienen que escanear el paisaje en busca de signos de comida, utilizando información sensorial de sus sistemas visuales y auditivos. Deben recordar dónde han estado antes y cuándo estaban disponibles ciertos tipos de alimentos.
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.
Neurogénesis y ejercicio físico
Desde los estudios pioneros de neuroplasticidad, múltiples han sido las evidencias científicas que demuestran cómo factores tales como la dieta, la actividad cognitiva diversa, el ambiente social, la novedad y el ejercicio físico son elementos que favorecen indiscutiblemente este fenómeno.
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| El ejercicio físico regular puede contribuir a la neurogénesis |
Con los años, la neurogénesis disminuye gradualmente, pero el proceso no se detiene ni durante la vejez. Los factores neurotróficos ayudan a estimular y controlar este proceso, siendo el BDNF el más importante.
Se producen entre 700 y 1.500 nuevas células por día. Eso es especialmente cierto en el giro dentado del hipocampo, a pesar de que hay otras regiones cerebrales que también producen nuevas células cerebrales.
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| El ejercicio consigue acelerar la maduración de células madre a células adultas totalmente funcionales |
La idea sería que, si se puede aumentar el número de neuronas aún más a través de la neurogénesis, se podría intensificar la función principal del hipocampo y mejorar la forma en que las personas aprenden nueva información y acceden a la memoria a corto y largo plazo.
Además de producir BDNF, el ejercicio aeróbico podría ayudar a aumentar la producción hepática de una enzima (Gpld1), que también puede ayudar a la neurogénesis.
Sabemos que el ejercicio consigue acelerar la maduración de células madre a células adultas totalmente funcionales y fomenta el principal mecanismo celular existente para el aprendizaje y la memoria, denominado aprendizaje a largo plazo. Todos estos elementos son clave para fomentar el aprendizaje y la memoria.
Qué sucede en nuestro cerebro cuando hacemos ejercicio
Entre estos neurotransmisores que se liberan están la dopamina, la serotonina y la norepinefrina, cada uno de ellos interviene en algún proceso específico. La dopamina, por ejemplo, contribuye a regular el estrés y los procesos de recompensa; es decir, influye en cómo respondemos a estímulos que consideramos positivos como la comida, el sueño o el sexo.
Estos beneficios se mantienen luego de la actividad física. Se liberan endorfinas durante el ejercicio que tienen efectos positivos inclusive hasta horas posteriores. Se producen efectos a nivel celular y molecular del sistema nervioso central, permitiendo que haya comunicaciones más eficientes y rápidas entre diferentes áreas cerebrales.
Tres proteínas se liberan durante el ejercicio
* VGEF, la cual hace que nazcan nuevos capilares que facilitan la llegada de sangre al cerebro.
* IGF1, que ayuda a reparar el tejido nervioso, a que haya más conexiones en el cerebro y, por tanto, a que éste trabaje mejor.
El ejercicio estimula la neurogénesis, que, en palabras sencillas, se trata de la generación de nuevas neuronas, principalmente en el hipocampo, la zona del cerebro asociada al aprendizaje y a la memoria.
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¿Qué pasa con el cerebro cuando no se hace actividad física?
Una investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, publicada en la American Academy of Neurology de abril 2016, indagó en la relación entre el estado físico y el tamaño del cerebro.
El trabajo fue realizado a 1.583 personas de 40 años de edad que no tenían ninguna enfermedad. Los participantes fueron sometidos a una prueba en una cinta, que se repitió dos décadas más tarde y luego les escanearon el cerebro.
Además, entre las personas con bajo desempeño se encontraron dos grupos. Aquellos que no tenían problemas cardíacos y, por ende, no utilizaban medicamentos para la presión arterial, tenían el equivalente a un año de envejecimiento acelerado del cerebro. Por otro lado, los que sí tuvieron alguna condición cardíaca o usaban medicación tenían el equivalente a dos años de envejecimiento acelerado del cerebro.
La capacidad de ejercicio de cada persona se midió a través del tiempo que resistían en la cinta antes de que su frecuencia cardíaca alcanzara un cierto nivel. Los investigadores midieron la frecuencia cardíaca y la presión arterial en diferentes etapas para poseer una buena visión de nivel de condición física de cada participante.
Los científicos encontraron una directa correlación en entre estar fuera de forma y el volumen del cerebro décadas más tarde. Pudieron ver cómo esto producía un acelerado envejecimiento cerebral.
Comprobaron además que estar en forma en una edad media puede ser especialmente importante para millones de personas en todo el mundo, que ya muestran evidencias de enfermedades del corazón.
Las personas con mala condición física general tienen respuestas de la presión arterial y la frecuencia cardíaca más altas a bajos niveles de ejercicio, en comparación con las personas que ejercitan más seguido.
Los autores concluyen que su estudio no prueba directamente que el ejercicio ocasione una pérdida del volumen cerebral. Solo demuestra la existencia de una asociación.
Flujo sanguíneo hipocampal y cerebral después de la suspensión del ejercicio en atletas
Según investigadores del Departamento de Kinesiología, Universidad de Maryland, en un estudio publicado en Frontiers in Aging Neuroscience de agosto 2016, los efectos del ejercicio físico no duran por siempre. Título original: Hippocampal and Cerebral Blood Flow after Exercise Cessation in Master Athletes.
El estudio fue realizado con atletas que habían pasado por lo menos los últimos 15 años de su vida entrenando una media de 4 horas a la semana. Los resultados fueron sorprendentes.
El lóbulo parietal inferior, que nos permite detectar las emociones mirando los rostros de las personas y nos ayuda a interpretar la información proveniente de los sentidos, también es otra de las zonas afectadas. Además, se afectó el giro fusiforme, relacionado con el reconocimiento de las palabras y los rostros, así como el hipocampo, que fue la zona más comprometida. El hipocampo desempeña un papel fundamental en la memoria y es una de las estructuras más afectadas en las demencias.
Los neurocientíficos afirman que, si apreciaron estos cambios en tan solo 10 días de inactividad, un periodo de tiempo mayor sería nefasto. Por eso, no es extraño que un estilo de vida sedentario se haya vinculado con un mayor riesgo de sufrir enfermedades neurodegenerativas.
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El ejercicio aeróbico potencia el funcionamiento del cerebro
¿Qué es el aeróbic?
¿Qué son las actividades aeróbicas? Prácticamente cualquier actividad que se haga puede ser aeróbica. Caminar, correr, andar en bicicleta, nadar, bailar, patinar, saltar y otras actividades son aeróbicas si se puede mantener la actividad cómodamente durante más de unos pocos minutos. “Mantenimiento” es la palabra clave cuando se trata de ejercicio aeróbico. Una regla para recordar al hacer ejercicios aeróbicos es que se siente "calentado y notablemente sin aliento" al hacerlos.
El cerebro es plástico: es posible crear conexiones diferentes e incluso en algunas zonas, como es el hipocampo, se puede conseguir que nazcan nuevas neuronas.
Se sabía que practicar deporte es una manera de cuidar el cuerpo y reducir el estrés gracias a la activación de dopamina, serotonina y noradrenalina. Investigaciones más recientes demuestran que el ejercicio físico mejora también la secreción del factor neurotrófico cerebral – que influye positivamente en la memoria y en un estado de ánimo más positivo – y permite que nazcan nuevas neuronas en nuestro hipocampo.
Por supuesto, esas nuevas células nerviosas también permiten establecer conexiones neuronales nuevas, lo cual significa aprender cosas nuevas. De hecho, se ha apreciado que el ejercicio aeróbico potencia la formación de células gliales, las cuales ejercen una función de soporte para las neuronas e intervienen en el procesamiento cerebral de la información. Todo esto ocurre, principalmente, debido a que aumenta el riego sanguíneo al cerebro.
Sin embargo, no está claro qué tipo de ejercicio aeróbico funciona mejor, ni cuánto tiempo y cuánto es suficiente. Existen datos que sugieren entre 120 y 150 minutos recomendados de ejercicio de intensidad moderada por semana.
Las investigaciones realizadas en este campo sugieren que para mantenerse en forma y cuidar la salud, serían suficientes 150 minutos de ejercicio aeróbico a la semana.
No obstante, cualquier ejercicio físico que aumente la frecuencia cardíaca, como usar usar una cinta de correr, andar en bicicleta o caminar con fuerza, son ideales. El cerebro en movimiento aprende más rápido.
Sin embargo, no es buena idea condensar el ejercicio en un único día, lo ideal sería dedicarle al menos media hora tres días a la semana. De hecho, si el objetivo es lograr cambios significativos a nivel cerebral, es imprescindible ser constantes.
Cinco beneficios que aporta el ejercicio al llevar al cerebro al máximo de sus capacidades
* Nuevas neuronas que podrían reparar lesiones cerebrales.
* Un antídoto contra la depresión y la ansiedad.
* Menor riesgo de Alzhéimer.
* Mayor esperanza de vida.
¿Cómo mantener joven el cerebro?
En la cognición, la capacidad de aprendizaje y la memoria
Junto a la pérdida neuronal que acompaña el envejecimiento, el efecto de los antiolíticos, la marihuana, los antidepresivos y otros medicamentos, los tóxicos del aire, la alimentación y el medio ambiente, el estrés y muchas otras situaciones van consumiendo poco a poco el margen que nuestro cerebro nos da para mantenernos dentro de ese rango de bienestar y salud que buscamos en nuestras vidas.
Sin embargo, hace poco se ha demostrado que estas alteraciones son reversibles: las técnicas dirigidas a aliviar el estrés – respiración, relajación, meditación...– actúan a ese nivel, mejorando su funcionamiento.
El peso de la edad en la salud neuronal
Saber que la demencia es una enfermedad crónica tiene una parte positiva: nos permite incidir en su evolución a través de cambios en el estilo de vida.
Un proceso de adaptación constante
El refuerzo de las vías neurales más usadas – de comportamiento, cognición o emoción – es un fenómeno que acompaña al individuo desde antes de nacer y hasta su lecho de muerte.
Una de las experiencias que más cambian la estructura de nuestro cerebro es la de centrar la atención de forma deliberada en lo que estamos viviendo.
El mindfulness. El ejercicio continuado de la atención plena, inducir un estado de calma anclado en el corazón o hacer ejercicios de consciencia corporal son formas de apuntar a una zona concreta del cerebro dirigiendo a voluntad el foco de la atención.
El ejercicio aeróbico, una actividad o un viaje novedoso o la excitación que sentimos ante un nuevo reto también aumentan la neuroplasticidad.
Trazar un plan para cuidar el cerebro
Un enfoque integrativo para la prevención y el tratamiento del declive en la función cognitiva de las personas debe prestar especial atención a: la nutrición, incluyendo quizá la toma de algunos complementos; el ejercicio físico y cognitivo, así como la reducción del estrés, con cambios en los hábitos cotidianos y la realización de técnicas que reduzcan el cortisol y mejoren la función cognitiva.
La dieta de Occidente, como es bien conocido, es muy rica en grasas y con muchas calorías. Este alto aporte calórico favorece la lesión oxidativa y las enfermedades neurológicas, tales como la demencia.
Así pues, si queremos prevenir los efectos negativos deberemos reducir las grasas a un 15-20% de la dieta y limitar el consumo de calorías.
También es una gran idea tomar un suplemento de omega 3, un gran aliado de la salud cognitiva y cerebral. Estas dos iniciativas han demostrado en estudios científicos tener un efecto positivo sobre la esperanza de vida y el nivel cognitivo y de bienestar.
El ejercicio físico y el movimiento corporal genera un aumento del flujo sanguíneo cerebral y la activación de ciertos genes que ayudan a cuidar la salud del cerebro. Cuando los músculos se mueven al caminar o al hacer cualquier tipo de actividad física, como ir en bicicleta o nadar, se empiezan a sintetizar una serie de proteínas que, a través de la sangre, llegan al cerebro. Allí incrementan la creación de nuevas conexiones sinápticas, especialmente en el hipocampo, necesarias para el aprendizaje y la memoria.
La estimulación cognitiva – cualquier actividad que despierte el interés de nuestro aparato cognitivo, como el análisis de las noticias del día, crucigramas, ajedrez, música, arte...– es el equivalente al ejercicio físico, pero a nivel mental. Potencia las conexiones entre neuronas y desempeña un papel destacado a la hora de propiciar la plasticidad neuronal del sistema nervioso, permitiendo un buen nivel de calidad de vida.
Los ejercicios respiratorios, las técnicas de relajación, y la meditación son técnicas útiles para deshacernos del temido estrés, reducir los niveles de cortisol en sangre y limitar la pérdida neuronal, especialmente durante el proceso de envejecimiento, etapa en la que aumenta la vulnerabilidad al estrés y, en consecuencia, la lesión del hipocampo producida por esta hormona.
Los vínculos evolutivos entre la actividad física y la salud mental se acrecientan en tiempos de coronavirus,
cuando las restricciones a las salidas se incrementan y la depresión y el temor crecen al permanecer encerrado.
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