"Nuestros genes están ansiosos de ejercicio" (Fernando Gómez Pinilla).
En esta entrada (página del blog), iré comentado y dando respuesta a algunas preguntas relacionadas con esta temática.
¿Puede la Educación Física mejorar el rendimiento escolar?
Estas y otras cuestiones relacionadas serán tratadas en esta página.
La respuesta es: sí. Varias investigaciones apoyan que hay importantes diferencias estructurales en el cerebro en personas con diferentes niveles de forma física.
References
[1] Esteban-Cornejo I, Cadenas-Sanchez C, Contreras-Rodriguez O, et al. A whole brain volumetric approach in overweight/obese children: Examining the association with different physical fitness components and academic performance. The ActiveBrains project. Neuroimage 2017;159:346-354.
[2] Ortega FB, Campos D, Cadenas-Sanchez C, et al. Physical fitness and shapes of subcortical brain structures in children. Br J Nutr 2017:1-10.
[3] Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, et al. A neuroimaging investigation of the association between aerobic fitness, hippocampal volume, and memory performance in preadolescent children. Brain Res 2010;1358:172-183.
[4] Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, et al. Basal ganglia volume is associated with aerobic fitness in preadolescent children. Dev Neurosci 2010;32:249-256.
[5] Erickson KI, Prakash RS, Voss MW, et al. Aerobic fitness is associated with hippocampal volume in elderly humans. Hippocampus 2009;19:1030-1039.
Bibliografía recomendada por Irene Pellicer
https://youtu.be/i2eE2hwbkTY (Este vídeo está oculto. Respeta la decisión del propietario: piénsatelo dos veces antes de compartirlo)
¿Son los cuerpos más entrenados, más inteligentes o sus cerebros son mejores?
Traducido de: https://mind-the-gap.live/2017/09/11/fitter-bodies-fitter-brains/La respuesta es: sí. Varias investigaciones apoyan que hay importantes diferencias estructurales en el cerebro en personas con diferentes niveles de forma física.
A modo de ejemplo, un estudio reciente realizado por el grupo PROFITH en 100 niños con sobrepeso – obesidad, analizó la estructura del cerebro y observó que los niños con mayor capacidad aeróbica (capacidad de una persona para hacer ejercicio durante un tiempo prolongado de manera eficiente, también conocida como resistencia cardio-respiratoria) tienen mayor volumen en 9 regiones corticales y subcorticales del cerebro relevantes para la cognición, la función ejecutiva y el rendimiento académico [ 1 ].
En otro estudio diferente, también realizado por el grupo PROFITH, se asociaron los niveles de resistencia aeróbica con las estructuras de las regiones del cerebro subcortical, mostrando por tanto un vínculo entre la aptitud física y la morfología cerebral [ 2 ].
Del mismo modo, otros investigadores han observado que el hipocampo y el estriado dorsal, las principales estructuras cerebrales responsables de la memoria y otras funciones cognitivas elevadas, son notablemente más grandes en los niños con mejor nivel de forma física, en comparación con niños con menor nivel [ 3 , 4 ].
Las diferencias en los volúmenes cerebrales según la condición física no sólo se observa en los cerebros de los niños en crecimiento, sino también en adultos y ancianos, en los que se sabe que el volumen cerebral disminuye a medida que la persona envejece. Varias investigaciones han demostrado consistentemente que el volumen del hipocampo es mayor en los adultos con mejor nivel de forma física, comparados con adultos con menor nivel [ 5 ]. Sin embargo, aún más importantes son los resultados de otro estudio que demostró que durante un año de entrenamiento aeróbico en adultos mayores, no sólo atenuó la disminución natural en el volumen del hipocampo observado en el grupo de control que no entrenó, sino que incluso revertió con éxito esta tendencia natural, aumentando el volumen del hipocampo en un 2% y consiguiendo mejoras en la función de memoria [ 6 ].
La evidencia científica existente apoya de forma contundente que los individuos con un mejor nivel de resistencia aeróbica, desarrollan más ciertas regiones del cerebro, que a su vez han demostrado influir positivamente en la cognición. Por lo tanto, hay evidencia científica y esta es cada vez mayor, que sugiere que el ejercicio y estar en un buen nivel de condición física es saludable no sólo para el cuerpo, sino también para el cerebro y la cognición. Por lo tanto, como se indica en el título de un artículo de revisión histórica en este tema [ 7 ] ... “Be smart, exercise your heart”. "Ser inteligente, ejercicio para su corazón".
References
[1] Esteban-Cornejo I, Cadenas-Sanchez C, Contreras-Rodriguez O, et al. A whole brain volumetric approach in overweight/obese children: Examining the association with different physical fitness components and academic performance. The ActiveBrains project. Neuroimage 2017;159:346-354.
[2] Ortega FB, Campos D, Cadenas-Sanchez C, et al. Physical fitness and shapes of subcortical brain structures in children. Br J Nutr 2017:1-10.
[3] Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, et al. A neuroimaging investigation of the association between aerobic fitness, hippocampal volume, and memory performance in preadolescent children. Brain Res 2010;1358:172-183.
[4] Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, et al. Basal ganglia volume is associated with aerobic fitness in preadolescent children. Dev Neurosci 2010;32:249-256.
[5] Erickson KI, Prakash RS, Voss MW, et al. Aerobic fitness is associated with hippocampal volume in elderly humans. Hippocampus 2009;19:1030-1039.
¿Por qué la Educación Física pude mejorar el rendimiento escolar?
La posible explicación científica de obtener mejores resultados académicos al incrementar el tiempo de Educación Física puede encontrarse en los resultados de recientes investigaciones en neurociencia, en las que se ha demostrado que la actividad física mejora el funcionamiento cognitivo1, gracias entre otros, al incremento de la producción de BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor), molécula que favorece la creación de nuevas conexiones neuronales2,3. Estudios previos realizados con animales en condiciones de laboratorio, en concreto con ratones, han demostrado múltiples efectos beneficiosos de la actividad física en el cerebro. Se ha demostrado como el volumen del hipocampo, considerada la región del cerebro encargada del aprendizaje y la memoria, es mayor en aquellos ratones que practicaban ejercicio físico regular, frente a los que llevan un estilo de vida más sedentario. Estos trabajos se han replicado también en cadáveres, diseccionando el cerebro y recientemente en personas adultas y niños sanos, mediante resonancia magnética. En estas investigaciones se ha puesto de manifiesto como las personas con mejor condición física tienen un mayor volumen del hipocampo. Posiblemente esto podría explicar el efecto positivo del ejercicio físico sobre el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), incrementando las conexiones neuronales o sinapsis (fenómeno que se conoce como neurogénesis), haciendo con ello que aumente la plasticidad cerebral, influenciando positivamente en la toma de decisiones, en el pensamiento, en el aprendizaje y en la memoria. Se ha demostrado como la plasticidad cerebral se ver reducida, en cierta medida, con la edad. Lo que conseguimos con el ejercicio físico es generar de nuevo esa capacidad plástica en el cerebro, capacidad de adaptarse a las nuevas situaciones. Con el ejercicio físico se generan nuevas conexiones entre neuronas, el circuito de conexiones neuronales se modifica en función del ambiente y del entorno de aprendizaje que tengamos. Por lo tanto, el cerebro gana forma y aumenta su capacidad de aprendizaje a nivel estructural y funcional con la actividad física.
Por el contrario, cuando dejamos de hacer ejercicio, al igual que ocurre con la musculatura esquelética de nuestro cuerpo, la producción de BDNF y por tanto la plasticidad cerebral, decaen. Así, la práctica regular de actividad física deja huella en el cerebro, de manera que si abandonamos el ejercicio físico durante un tiempo y luego lo retomamos, nuestras neuronas recuperan rápidamente los niveles de BDNF. Es como si el cerebro guardara un recuerdo de nuestro nivel de forma física, lo que los expertos llaman “reserva cognitiva”. Por ello, cuando sufrimos algún tipo de enfermedad cerebral, si tenemos llena nuestra “reserva de plasticidad cerebral”, será más fácil y rápida la recuperación. Para que esto suceda, la actividad física debe ser constante y regular. Estos beneficios no se producen si se realiza la actividad física de forma esporádica.
Como en cualquier otra parte del cuerpo, mientras realizamos actividad física aumenta la capilarización y el flujo sanguíneo a nivel cerebral, aportando oxígeno y glucosa adicional al cerebro, facilitando así su óptimo funcionamiento. También sabemos que la actividad física favorece la liberación de endorfinas, hormonas que producen sensación de felicidad y euforia. Bisquerra (2009)4 las llama “analgésicos naturales”, y es que pueden llegar a ser hasta veinte veces más efectivos que los medicamentaos contra el dolor. Además de ser inhibidores del dolor, las endorfinas actúan en el cerebro produciendo experiencias subjetivas como sensación de bienestar, disminución de la ansiedad, mejora de la autoestima y estado de ánimo, provocando un efecto de placer y relajación. Los estudios han demostrado que incluso pueden aliviar los síntomas de una depresión.
No solo se sabe que mientras realizamos actividad física aumenta la oxigenación cerebral y liberación de endorfinas, sino que se genera una respuesta hormonal y de determinados neurotransmisores como la noradrenalina, serotonina, oxitocina y dopamina. Son compuestos químicos que desarrollan un papel muy importante en los procesos cognitivos, en especial en la atención. En concreto, cuando estamos distraídos los niveles de noradrenalina suelen ser bajos. Esta hormona puede moderar la respuesta del cerebro al estrés.
Según el análisis realizado por la profesora Irene Pellicer (2015)5 sobre salud emocional, la serotonina, por su parte, es otro neurotransmisor liberado con la actividad física que produce calma, control de uno mismo, adaptabilidad y humor estable. Se sabe que cuando nuestros músculos trabajan, liberan ácidos grasos a la sangre, que en acción conjunta con el triptófano (aminoácido esencial) incitan la producción de serotonina, la cual, es estimulada por el incremento de BDNF, secretado al movernos6.
La oxitocina es una hormona y neuropéptido involucrado en la formación de relaciones de confianza y generosidad, al que también se es muy sensible en la adolescencia, lo que hace tan gratificante las relaciones sociales en esta edad5. Otro neurotransmisor producido por la actividad física es la norepinefrina, estudiada para entender el humor, y que tiene un efecto potenciador de la atención, la percepción, la motivación y la excitación. La actividad física regular mejora la imagen de uno mismo, por consiguiente la autoestima y con ella, las relaciones sociales. Independientemente de la edad, el sexo o características antropométricas, el ejercicio físico puede elevar la percepción positiva del atractivo de uno mismo, y en consecuencia, hacer que te valores más. A medida que la percepción de uno mismo mejora (salud psicológica), la salud emocional también lo hace, así como las relaciones sociales y por tanto la salud social. Con la práctica de actividad física favorecemos nuestra salud desde todas sus dimensiones, máxime cuando la realizamos en grupo y dirigida por especialistas que controlan todas las contingencias pedagógicas que pueden acontecerse durante la práctica. Muy importante para el aprendizaje, casi imprescindible, es la salud emocional. El docente de Educación Física no solo es conocedor de los métodos y medios de desarrollo motor, juegos y actividades físico-deportivas saludables para mejorar la forma física, sino que también es pedagogo y conocedor del amplio espectro de estilos de enseñanza y estrategias metodológicas para trabajar la salud emocional en sus alumnos, muchas veces mermada por la falta de cariño o atención, y en otras ocasiones por sobreprotección. Durante las clases de Educación Física, los estudiantes deben moverse en un espacio amplio, individual, en grupos y en parejas, tomar decisiones, comunicarse y resolver problemas; situaciones idóneas para trabajar la educación emocional, esencial para el aprendizaje7. En palabras de Francisco Mora (2013)7, catedrático de Fisiología Humana de la Universidad Complutense de Madrid: “Si no hay emociones no hay aprendizaje”, “Solo se puede aprender aquello que se ama”, “La curiosidad, lo que es diferente y sobresale en el entorno, enciende la emoción. Y con ella, con la emoción, se abren las ventanas de la atención, foco necesario para la creación de conocimiento”.
La dopamina es otro beneficioso neurotransmisor que se produce con la actividad física. Se relaciona con el buen humor y regula la motivación, provocando una mayor perseverancia para conseguir un reto, un objetivo o una meta. Es la hormona de la recompensa, lo que nos hace volver a repetir un comportamiento. Por ejemplo cuando comemos o cuando logramos un objetivo tras correr un riesgo. Si el objetivo es educativo y conseguimos generar más dopamina en nuestros discentes a través de la actividad físico-deportiva o el juego, podríamos conseguir que aumentara la motivación del alumnado y por tanto la atención en el aula; en definitiva su rendimiento académico. Sabemos también que mientras se juega, al igual que sucede cuando se realiza ejercicio físico, también se libera dopamina debido a la incertidumbre y posterior recompensa cerebral, favoreciendo con ello la transmisión de información entre el hipocampo y la corteza prefrontal, promoviendo así la memoria. Por tanto, si unimos actividad física y juego, es decir Educación Física, estos efectos se ven favorecidos.
Algunos alimentos son vitales para que el cerebro funcione correctamente. Por ejemplo, los ácidos grasos omega 3 que contienen el pescado y determinados alimentos como los vegetales. Se ha comprobado que este nutriente es el mayor componente estructural del cerebro. Si no tenemos omega 3 o el aporte del mismo a nuestro organismo fuera insuficiente, nuestro cerebro nunca podría funcionar de forma eficiente. En palabras del neurólogo Fernando Gómez Pinilla, de la Universidad de UCLA “el omega 3 es un ladrillo básico para el cerebro, sin él pocas cosas podríamos hacer”[1] (REDES neurociencia, nº 72. “Deporte para un cerebro más sano”) . El beneficio del pescado en nuestro organismo está más que demostrado. También el ácido fólico, presente por ejemplo en las espinacas o en la naranja, es una vitamina muy importante para ciertas reacciones químicas del cerebro.
El Catedrático de Fisiología Francisco Mora (2010) destaca el papel de la alimentación, junto con el ejercicio físico, no fumar o el sueño como pilares fundamentales para retrasar el envejecimiento del cerebro y mejorar la calidad de vida de las personas. Tal y como indica este mismo autor: “comer menos de un modo alternativo, evita la oxidación celular y el envejecimiento del organismo, por tanto, del cerebro”.
[1] REDES neurociencia, nº 72. “Deporte para un cerebro más sano” https://youtu.be/xT7gwB6Tmow.
Bibliografía recomendada por Irene Pellicer
https://youtu.be/i2eE2hwbkTY (Este vídeo está oculto. Respeta la decisión del propietario: piénsatelo dos veces antes de compartirlo)
Bibliografía:
- Voelcker-Rehage, C., Niemann, C., 2013. Structural and functional brain changes related to different types of physical activity across the life span. Neurosci. Biobehav. Rev. 37, 2268-2295.
- Wrann, C.D., White, J.P., Salogiannnis, J., Laznik-Bogoslavski, D., Wu, J., Ma, D., et al., 2013. Exercise induces hippocampal BDNF through a PGC-1alpha/FNDC5 pathway. Cell Metab. 18, 649-659.
- Xu, B., 2013. BDNF (I)rising from exercise. Cell Metab. 18, 612-614.
- Bisquerra, R., 2009. Psicopedagogía de las emociones. Madrid: Síntesis.
- Pellicer Royo, I., López González, L., Mateu Serra, M., Mestres Pastor, L., Meritxell;, M.H., Ruiz Omeñaca, J.V., 2015. NeuroEF. La revolución de la Educación Física desde la Neurociencia. Barcelona. Editorial INDE.
- Ratey, J., 2008. Spark: The revolutionary new science of exercise and the brain. New York: Little, Brown & Company.
- Mora, F., 2013. Neuroeducación. Sólo se puede aprender aquello que se ama. Alianza Editorial.
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