Metas

• Ejercicio: ¿un medicamento para tu cerebro?
• Cómo hacer crecer y nutrir nuevas neuronas
• Ejercicios inteligentes para mejorar el cerebro con TDAH

Resumen

El ejercicio y el aprendizaje van de la mano. La actividad física no solo facilita el nacimiento de nuevas células cerebrales, sino que también produce sustancias químicas que promueven el aprendizaje. Según el doctor John J. Ratey, autor de Spark!,  el ejercicio genera neuronas, y los desafíos de aprendizaje ayudan a esas células a sobrevivir y conectarse.  En cuanto al ejercicio en sí, cuanto más complejos son los movimientos, más complejas son las conexiones sinápticas. En este artículo encontrarás información sobre la increíble nueva ciencia del cerebro y el ejercicio.

palabras claves: factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF),neurogénesis, neurotrofinas, ejercicio,  TDAH.

El cuerpo fue diseñado para ser movido, y cuando movemos nuestros cuerpos, también activamos nuestros cerebros. El aprendizaje y la memoria evolucionaron junto con las funciones motoras que permitieron a nuestros antepasados ​​rastrear los alimentos. En lo que respecta a nuestro cerebro, si no nos movemos, no hay necesidad de aprender.

Al investigar la relación entre el ejercicio y el trastorno por déficit de atención (TDAH), hemos aprendido que el ejercicio mejora el aprendizaje en tres niveles: Optimiza su mentalidad al mejorar el estado de alerta, la atención y la motivación.

El ejercicio físico prepara y alienta a las células nerviosas a unirse entre sí, que es la base para aprender nueva información. Y estimula el desarrollo de nuevas células nerviosas a partir de células madre en el hipocampo, un área del cerebro relacionada con la memoria y el aprendizaje.

Varias escuelas educativas innovadoras han experimentado con el ejercicio para averiguar si hacer ejercicio antes de la clase aumenta la capacidad de lectura de un niño y su desempeño en otras materias. ¿Adivina qué? Lo hace.

Ahora sabemos que el cerebro es flexible, o plástico, en la jerga de los neurocientíficos, es decir es más plasticina que porcelana. Es un órgano adaptable que puede ser moldeado por las experiencias de la misma manera que un músculo puede ser esculpido levantando pesas. Cuanto más lo uses, más fuerte y flexible se vuelve.

Lejos de estar cableado fijamente, como lo imaginaron los científicos, el cerebro con TDAH se reconecta constantemente. Estoy aquí para enseñarte cómo ser tu propio electricista.

Ejercicio: ¿un medicamento para tu cerebro?

Se trata de comunicación. El cerebro está formado por cien mil millones de neuronas de varios tipos que interactúan entre sí a través de cientos de sustancias químicas diferentes para gobernar nuestros pensamientos y acciones. Cada célula cerebral podría recibir información de otros cien mil antes de emitir su propia señal.

La unión entre las ramas celulares es la sinapsis, donde un neurotransmisor lleva el mensaje entre dos neuronas en forma química. Alrededor del 80 por ciento de la señalización en el cerebro la llevan a cabo dos neurotransmisores que equilibran el efecto del otro: el glutamato que estimula la actividad sináptica y el gamma aminobutírico (GABA) que la inhibe.

Dentro de las funciones que cumple el glutamato encontramos la plasticidad sináptica, con una participación activa en el aprendizaje y la memoria. Cuando el glutamato envía una señal entre dos neuronas que no han hablado antes, activa la conexión. Cuanto más a menudo se activa la conexión, más fuerte se vuelve la atracción. Lo que hace que el glutamato sea un ingrediente crucial en el aprendizaje.

La psiquiatría se ha centrado más en estos tres neurotransmisores: serotonina, la norepinefrina y la dopamina, que también juegan un papel muy importante en el estado de ánimo, memoria, comportamiento, aprendizaje y en el bienestar en general.

Los neurotransmisores cumplen un papel crucial en las funciones emocionales, cognitivas y motoras. y son la base de un adecuado funcionamiento del cerebro.

John J. Ratey dice que salir a correr es como tomar un poco de Prozac y un poco de Concerta porque, al igual que estos medicamentos, el ejercicio eleva estos neurotransmisores. Es una metáfora útil para entender el punto, pero la explicación más profunda es que el ejercicio equilibra los neurotransmisores, junto con el resto de los neuroquímicos en el cerebro.

Cómo el cerebro aprende y crea recuerdos

Tan fundamentales como son los neurotransmisores, hay otra clase de moléculas maestras que, en los últimos 15 años, ha cambiado drásticamente nuestra comprensión de las conexiones en el cerebro: las neurotrofinas que son un grupo de proteínas que se encargan de que nuestro sistema nervioso funcione correctamente, mantenimiento y saneando tanto las células que conforman nuestro cerebro como nuestros nervios, el más prominente es el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF).

Mientras que los neurotransmisores llevan a cabo la comunicación entre neuronas, las neurotrofinas, como el factor neurotrófico derivado del cerebro BDNF, construyen y mantienen la infraestructura en sí.

Una vez que quedó claro para los investigadores que el factor neurotrófico derivado del cerebro BDNF estaba presente en el hipocampo, el área del cerebro relacionada con la memoria y el aprendizaje, se dispusieron a probar si era un ingrediente necesario en el proceso.

El aprendizaje requiere fortalecer la afinidad entre las neuronas a través de un mecanismo dinámico llamado potenciación a largo plazo (LTP). Cuando se le pide al cerebro que absorba información, la demanda provoca actividad entre las neuronas. Cuanta más actividad, más fuerte se vuelve la atracción y más fácil es que se establezca la conexión.

Digamos que estás aprendiendo una palabra en francés. La primera vez que la escuchas, las células nerviosas reclutadas para un nuevo circuito disparan una señal de glutamato entre sí. Si nunca vuelves a practicar la palabra, la atracción entre las sinapsis involucradas disminuye, debilitando la señal: te olvidas

El descubrimiento que asombró a los investigadores de la memoria, y le valió al neurocientífico Eric Kandel de la Universidad de Columbia una parte del Premio Nobel de 2000, es que la activación repetida, o la práctica, hace que las sinapsis mismas se hinchen y establezcan conexiones más fuertes.

Una neurona es como un árbol que, en lugar de hojas, tiene sinapsis a lo largo de sus ramas dendríticas. Eventualmente, brotan nuevas ramas, proporcionando más sinapsis para solidificar aún más las conexiones. Estos cambios se denominan plasticidad sináptica, que es donde el factor neurotrófico derivado del cerebro BDNF ocupa un lugar central.

Al principio, los investigadores descubrieron que si rociaban BDNF sobre las neuronas en una placa de laboratorio, de las células brotaban automáticamente nuevas ramas, produciendo el mismo crecimiento estructural necesario para el aprendizaje.

El factor neurotrófico derivado del cerebro BDNF mejora la función de las neuronas, estimula su crecimiento y las fortalece y protege contra el proceso natural de muerte celular.

Entonces, ¿cómo aumenta el cerebro su suministro de factor neurotrófico derivado del cerebro BDNF?: El ejercicio.

En 1995, John J. Ratey estaba investigando para su libro, A User’s Guide to the Brain, cuando encontró un artículo de una página en la revista Nature sobre el ejercicio y el BDNF en ratones.

Apenas había más que una columna de texto, pero lo decía todo.

Según el autor del estudio, Carl Cotman, director del Instituto para el Envejecimiento Cerebral y la Demencia de la Universidad de California, el ejercicio pareció elevar el BDNF, en todo el cerebro. Al demostrar que el ejercicio activa la molécula maestra del proceso de aprendizaje, BDNF, Cotman identificó una conexión biológica entre el movimiento y la función cognitiva.

Estableció un experimento para medir los niveles de factor neurotrófico BDNF en los cerebros de los ratones que hacen ejercicio. A diferencia de muchos humanos, los roedores parecen disfrutar de la actividad física y los ratones de Cotman corrieron varios kilómetros por noche.

Cuando se inyectó en sus cerebros una molécula que se une al factor neurotrófico BDNF y se escanearon, los escaneos de los roedores que corrían no solo mostraron un aumento en el factor neurotrófico BDNF sobre los controles, sino que cuanto más corría cada ratón, más altos eran los niveles.

A medida que las historias del factor neurotrófico BDNF y el ejercicio se desarrollaban juntas, quedó claro que la molécula era importante no solo para la supervivencia de las neuronas, sino también para su crecimiento (brotación de nuevas ramas) y, por lo tanto, para el aprendizaje. Cotman demostró que el ejercicio ayuda al cerebro a aprender.

Una de las características destacadas del ejercicio, que a veces no se aprecia en los estudios, es una mejora en la tasa de aprendizaje. Si estás en buena forma, puedes aprender y funcionar de manera más eficientemente.

De hecho, en un estudio de 2007, investigadores alemanes encontraron que las personas aprenden palabras de vocabulario un 20 por ciento más rápido después del ejercicio que antes del ejercicio, y que la tasa de aprendizaje se correlaciona directamente con los niveles de factor neurotrófico BDNF.

Junto con eso, las personas con una variación genética que les priva de niveles suficientes de factor neurotrófico BDNF tienen más probabilidades de tener deficiencias de aprendizaje.

Lo que no quiere decir que salir a correr o hacer ejercicio te convierta en un genio.

No se puede simplemente inyectar el factor neurotrófico BDNF y ser más inteligente, señala Cotman. El ejercicio genera neuronas, y los desafíos de aprendizaje ayudan a esas células a sobrevivir y conectarse a la red.

Descubriendo el poder de cambiar tu cerebro

Los científicos desde Ramón y Cajal, quien ganó el Premio Nobel en 1906, han teorizado que el aprendizaje implica cambios en las sinapsis. A pesar de los elogios, la mayoría de los científicos no lo creyeron. Fue necesario que el psicólogo Donald Hebb diera con el primer indicio de evidencia.

Hebb pensó que estaría bien si traía a su casa algunas ratas de laboratorio como mascotas temporales para sus hijos.

El arreglo resultó ser mutuamente beneficioso: cuando devolvió las ratas al laboratorio, Hebb notó que, en comparación con sus compañeras enjauladas, sobresalían en las pruebas de aprendizaje. La experiencia novedosa de ser manipuladas y haber jugado con ella, de alguna manera mejoró su capacidad de aprendizaje, lo que Hebb interpretó en el sentido de que sus cerebros cambiaron.

En su aclamado libro de texto de 1949, La organización del comportamiento: una teoría neuropsicológica, describió el fenómeno como “plasticidad dependiente del uso”. La teoría era que las sinapsis se reorganizan bajo la estimulación del aprendizaje.

El trabajo de Hebb se relaciona con el ejercicio porque la actividad física cuenta como una experiencia novedosa, al menos en lo que se refiere al cerebro.

En la década de 1960, un grupo de psicólogos de Berkeley formalizó un modelo experimental llamado «enriquecimiento ambiental» como una forma de probar la plasticidad dependiente del uso.

En lugar de llevar a los roedores a casa, los investigadores equiparon sus jaulas con juguetes, obstáculos, comida escondida y ruedas para correr. También agruparon a los animales para que pudieran socializar y jugar.

Sin embargo, no todo fue paz y amor, y finalmente se diseccionaron los cerebros de los roedores. Las pruebas de laboratorio mostraron que vivir en un ambiente con más estímulos sensoriales y sociales alteró la estructura y función del cerebro. A las ratas les fue mejor en las tareas de aprendizaje y sus cerebros pesaron más en comparación con las que se alojaron solas en jaulas vacías.

En un estudio seminal, a principios de la década de 1970, el neurocientífico William Greenough usó un microscopio electrónico para demostrar que el enriquecimiento ambiental hacía que de las neuronas brotaran nuevas dendritas.

La ramificación provocada por la estimulación ambiental del aprendizaje, el ejercicio y el contacto social provocó que las sinapsis formaran más conexiones, y esas conexiones tenían vainas de mielina más gruesas.

Ahora sabemos que dicho crecimiento requiere factor neurotrófico BDNF. Esta remodelación de las sinapsis tiene un gran impacto en la capacidad de los circuitos para procesar información, lo cual es una muy buena noticia: tienes el poder de cambiar tu cerebro. Todo lo que tienes que hacer es atarte los zapatos para correr.

Cómo hacer crecer y nutrir nuevas neuronas

Durante la mayor parte del siglo XX, el dogma científico sostenía que el cerebro estaba programado una vez que se desarrollaba por completo en la adolescencia, lo que significa que nacemos con todas las neuronas que vamos a tener. Solo podemos perder neuronas a medida que avanza la vida.

¿Adivina qué? Las neuronas vuelven a crecer, por miles, a través de un proceso llamado neurogénesis. Se dividen y propagan como células en el resto del cuerpo. Las neuronas nacen como células madre en blanco y pasan por un proceso de desarrollo en el que necesitan encontrar algo que hacer para sobrevivir. La mayoría de ellos no. Se necesitan alrededor de 28 días para que una célula incipiente se conecte a una red. Si no usamos las neuronas recién nacidas, las perdemos.

El ejercicio genera neuronas, y el enriquecimiento ambiental ayuda a esas células a sobrevivir.

El primer vínculo sólido entre la neurogénesis y el aprendizaje provino de Fred Gage, neurocientífico del Instituto Salk, y su colega Henriette van Praag. Usaron una piscina llena de agua opaca para ocultar una plataforma de escape justo debajo de la superficie en un cuadrante. A los ratones no les gusta el agua, por lo que el experimento fue diseñado para probar qué tan bien recordaban, de un chapuzón anterior, la ubicación de la plataforma, su ruta de escape.

Al comparar ratones inactivos con otros que corrían por la rueda durante cuatro kilómetros por noche, los resultados mostraron que los corredores recordaban dónde encontrar seguridad más rápidamente. Los sedentarios titubearon antes de darse cuenta.

Cuando se diseccionaron los ratones, los ratones activos tenían el doble de células madre nuevas en el hipocampo que los inactivos. Existe una correlación significativa entre el número total de células y la capacidad de un ratón para realizar una tarea compleja. Y si bloquea la neurogénesis, a través de la privación de la actividad física y la estimulación ambiental, los ratones no pueden recordar la información.

Aunque toda esta investigación se ha realizado en roedores, puedes ver cómo podría relacionarse con esas escuelas educativas innovadoras que ejercitan a los estudiantes antes de que comience la clase: la clase de gimnasia proporciona al cerebro las herramientas adecuadas para aprender, y la estimulación en las clases de los niños alienta a esos células de nuevo desarrollo a conectarse a la red. El ejercicio genera neuronas, y el enriquecimiento ambiental ayuda a esas células a sobrevivir.

¡Si quieres comprender haz!

Ejercicios inteligentes para mejorar el cerebro con TDAH

Realiza una actividad aeróbica con regularidad: trota, anda en bicicleta, practica un deporte que implique caminar o correr. El ejercicio aeróbico eleva los neurotransmisores, crea nuevos vasos sanguíneos que canalizan los factores de crecimiento y genera nuevas células en el cerebro. Un pequeño estudio, pero científicamente sólido, de Japón encontró que trotar 30 minutos solo dos o tres veces por semana durante 12 semanas mejoró la función ejecutiva.

Realiza también una actividad de habilidad: escalada en roca, yoga, kárate, pilates, gimnasia, patinaje artístico. Las actividades complejas fortalecen y expanden las redes del cerebro. Cuanto más complejos son los movimientos, más complejas son las conexiones sinápticas. Bonificación: estas redes nuevas y más fuertes se reclutan para ayudarlo a pensar y aprender.

Mejor aún, haz una actividad que combine la actividad aeróbica con una actividad de habilidad. El tenis es un buen ejemplo: pone a prueba tanto el sistema cardiovascular como el cerebro.

Practica una actividad de habilidad en la que estés emparejado con otra persona, por ejemplo, aprender a bailar tango o vals, o esgrima. Estás aprendiendo un nuevo movimiento y también tienes que adaptarte a los movimientos de tu pareja, lo que exige más atención y juicio. Esto aumenta exponencialmente la complejidad de la actividad, lo que refuerza la infraestructura del cerebro. Agregue el aspecto divertido y social de la actividad, y estará activando el cerebro y los músculos en todo el sistema.

Cuanto más se ejercite su cuerpo, mejor funcionará su cerebro

*Contenido traducido y adaptado del libro “Spark” , de JOHN J. RATEY, MD y Eric Hagerman.