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Introducción
La actividad física (AF) ha sido estudiada durante décadas por ser uno de los factores más relevantes que condicionan el estado de salud del individuo,1,2,3) dados sus efectos positivos en la prevención de la morbilidad y mortalidad asociadas a afecciones cardiovasculares2,4,5 y otras causas. Junto con la condición física (CF), la AF es un potente indicador del estado de salud cardiovascular, no solo en adultos,6,7 sino también en niños y adolescentes.1,8
Se entiende como AF cualquier movimiento corporal, realizado con los músculos esqueléticos, que resulta en un gasto de energía y le permite al individuo la interacción con el medio que le rodea, en verdadera integración de tres dimensiones: biológica, personal y sociocultural.9,10
El ejercicio físico (EF) -en lo adelante, también denominado “ejercicioˮ-, constituye un subconjunto de la AF, que se ejecuta de forma planificada, estructurada y repetitiva con el objetivo final o intermedio de mejorar o mantener la CF.9,10
La AF, por tanto, engloba al EF, pero también a otras actividades de juego, trabajo, de la vida cotidiana, formas activas de transporte y actividades recreativas.
La cognición equivale a capacidad de procesamiento de la información a partir de la percepción y la experiencia, pero también de las inferencias, la motivación o las expectativas. En este sistema general de procesamiento de la información, la percepción constituye el pilar básico en el que se asientan los procesos cognitivos básicos o simples (atención, memoria y aprendizaje) y los complejos (lenguaje, pensamiento, inteligencia).10,11,12,13
Las bases del comportamiento humano y la capacidad de interacción con todo lo que está a su alrededor están fundamentadas en los mecanismos cognitivos.14,15 Ello justifica la gran trascendencia de profundizar en el estudio de los efectos de la AF sobre el rendimiento de los mismos.
Tradicionalmente, las funciones y habilidades cognitivas se han estudiado en situaciones de reposo, lejos de la realidad en la que el individuo se encuentra inmerso y con la que interactúa a través del movimiento.16,17 Además, los comportamientos humanos que implican atención sostenida o vigilancia se dan con bastante frecuencia en situaciones de movimiento.18,19
Ha sido abordado en algunas investigaciones el rol de la AF en la disminución del riesgo de padecer alteraciones mentales (ansiedad, depresión), en el tratamiento eficaz de las mismas, así como en la prevención de enfermedades crónicas y trastornos cognitivos.20,21
Por todo ello es importante estudiar la actividad cognitiva mientras el individuo está en movimiento; es decir, mientras realiza cualquier AF.
Esta investigación tuvo como objetivo describir la influencia de la AF en las funciones y habilidades cognitivas.
Métodos
Se realizó un estudio de revisión bibliográfica de artículos publicados en el período 2018-2021 en las bases de datos Web of Science, Scopus, Dialnet, PubMed, ERIC, SPORTDiscus y PsycINFO.
Fueron empleados los siguientes descriptores (en español e inglés): ejercicio físico, actividad física, factores cognitivos, procesos cognitivos, función ejecutiva, función visoespacial, velocidad de procesamiento de la información, atención, percepción, memoria, lenguaje, pensamiento, rendimiento cognitivo/académico.
Se incluyeron en la investigación artículos originales o revisiones sistemáticas/bibliográficas que estudiasen la relación entre actividad física/ejercicio físico y procesos cognitivos, función visoespacial, velocidad de procesamiento, resolución de problemas, rendimiento académico, atención sostenida y función ejecutiva.
Se excluyó todo artículo que:
no estuviera escrito en idioma español y/o inglés.
no hubiese sido publicado en alguna revista indexada.
no mostrara texto completo.
poseyera una metodología insuficientemente explicada.
que no hubiese sido revisado por pares.
Fueron seleccionados 62 artículos cuyo contenido fue sometido a un proceso analítico-sintético.
La actividad física en los procesos cognitivos
Durante la infancia y la adolescencia, el cerebro experimenta notorios cambios morfofuncionales, y en este sentido han sido sugeridos los efectos beneficiosos que la AF tiene sobre la capacidad cognitiva en niños, adolescentes y jóvenes.10,11,12,13
Resulta relevante destacar que la adolescencia es un período oportuno para estimular la función cognitiva, debido a la plasticidad del cerebro, así como una etapa importante para la angiogénesis y neuroplasticidad, por lo que aquellos adolescentes físicamente inactivos podrían perder un estímulo excelente para mejorar sus capacidades cognitivas y motoras, que incrementarían sus probabilidades de ser más activos en el futuro.
Se ha planteado que el ejercicio, fundamentalmente de tipo aeróbico, se vincula con indicadores de funcionamiento físico y cognitivo. Asimismo, se esgrimen argumentaciones sobre cómo dichos beneficios podrían ser más relevantes en función de la edad del individuo.13,20,22
Los estudios que vinculan la AF y el funcionamiento cognitivo han sido valorados desde varios enfoques como el efecto neuroprotector de la AF ante la demencia, el efecto positivo del ejercicio sobre el volumen cerebral, y el efecto positivo de la AF sobre el rendimiento en tareas cognitivas.13,20,22 La relación existente entre AF, CF y rendimiento cognitivo y/o académico ha sido objeto de un creciente cuerpo de investigación.23,24
Eventos moleculares y celulares promovidos por la actividad física que son beneficiosos para los procesos cognitivos
El EF favorece el desarrollo de la capacidad de suministro de oxígeno al cerebro y, por tanto, su disponibilidad; aumenta el metabolismo de la glucosa a nivel celular y permite una más adecuada provisión y utilización de energía en el sistema nervioso central.14,23,24
Los mecanismos de señalización celular por los cuales el ejercicio impacta en la función cognitiva se han investigado a través del estudio imagenológico y molecular, centrada la atención en la liberación de determinadas sustancias como respuesta al EF. El ejercicio aumenta la secreción del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), al igual que el factor de crecimiento insulínico tipo 1 (IGF-1), favorece la supervivencia neuronal, la neurogénesis, la transmisión sináptica y la sinaptogénesis.25,26,27,28 De igual forma, se ha demostrado que el EF induce la proliferación del factor de crecimiento endotelial vascular (involucrado en el mecanismo de la angiogénesis).29,30,31
Existen mecanismos de señalización que indican una asociación entre el metabolismo energético neuronal y la plasticidad sináptica, lo cual expresa que las señales metabólicas son importantes moduladoras de la función cognitiva. Se evidencia así que el ejercicio es un activador metabólico importante, de manera que estos procesos pueden ser un modo en el que el ejercicio influya sobre el sistema nervioso central y la función cognitiva.32,33,34,35
Esta relación se ha estudiado mediante el análisis de la función del BDNF en varias moléculas de gestión de la energía en el hipocampo, como la proteína quinasa activada por adenosín monofosfato (AMPK), la proteína ubicuo creatina quinasa mitocondrial (uMtCK), la proteína de desacoplamiento mitocondrial 2 (UCP-2), la hormona grelina y el IGF-1.36,37,38,39
La AMPK se ha identificado como un indicador de combustible que detecta niveles bajos de energía, la uMtCK participa en el mantenimiento de la energía y la transducción, mientras que la UCP-2 permite la fuga de protones a través de las membranas mitocondriales y el transporte electrónico mitocondrial en el desacoplamiento de la síntesis de adenosín trifosfato (ATP). La hormona grelina es secretada por el estómago vacío para promover el hambre, y su acción en el hipocampo aumenta la retención de la memoria.36,37,38,39
De esta forma, el aumento de los niveles de AMPK, uMtCK, grelina y el IGF-1 se relaciona con un mejor rendimiento en el aprendizaje. En este sentido, el ejercicio ha demostrado aumentar significativamente los niveles de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) de todas las proteínas metabólicas, incluye la grelina y el IGF-1. Estos factores se correlacionaron positivamente con los niveles de BDNF, lo que sugiere una posible relación entre el BDNF y el metabolismo neuronal; o sea, una relación entre la AF, el funcionamiento cerebral y, por tanto, las funciones cognitivas.36,37,38,39
Efectos de la actividad física sobre los procesos cognitivos
La práctica sistemática y continuada de EF mejora la salud y plasticidad cerebrales a lo largo del ciclo vital, pero, especialmente, en la vejez. Las habilidades cognitivas con puntuaciones significativamente más altas (fundamentalmente la función ejecutiva y la velocidad de procesamiento de la información) que muestran los adultos mayores que llevan a cabo una práctica de ejercicio regular (con respecto a los sujetos jóvenes que llevan una práctica análoga) son también aquellas funciones que experimentan más declive debido al proceso de envejecimiento. Esto permite suponer que el EF continuo y sistemático reduce el deterioro propio de la edad.20,40,41
Sería conveniente determinar si el EF puede compensar el declive físico y cognitivo asociado a la edad.
Las puntuaciones en el funcionamiento cognitivo y físico se asocian de forma directa a la intensidad en la realización del EF. Concuerdan varios investigadores42,43,44 que se observan sus efectos positivos en la función visoespacial y la velocidad de procesamiento. Se confirma, además, un efecto discreto del ejercicio sobre los indicadores de funcionamiento físico en función de la edad, pero no se ha encontrado una réplica de estos resultados con respecto a la variable funcionamiento cognitivo.45,46,47,48
Respecto a la intensidad del EF, los resultados encontrados en los trabajos analizados sugieren que los sujetos con niveles de AF vigorosa tienen un mejor rendimiento académico y cognitivo que aquellos sujetos con niveles moderados de AF o físicamente inactivos.9,10,11,20,23,49
El ejercicio ha evidenciado mejoras en la velocidad de procesamiento, la resolución de problemas, los procesos de la atención y la potenciación a largo plazo.9,10,50,51) Además, el nivel de aptitud física se correlaciona con la habilidad cognitiva de seriación, clasificación, y la lectoescritura.15,16,17,52,53,55
En varias investigaciones se ha identificado una baja correlación entre la organización perceptiva (que se refiere a la relación cómo se recibe, procesa y organiza la información del medio circundante( y la aptitud física. También se ha observado que se correlacionan positivamente las capacidades cognitivas con la alta aptitud física.56,57,58,59
La influencia del EF se produce a partir del seguimiento del principio de especificidad, aunque la mejoría cognitiva es general, las zonas que evidencian mayores cambios son las vinculadas a las funciones de más alto nivel cognitivo, como el hipocampo y las cortezas frontal y parietal, que están implicadas en la ejecución de tareas, la memoria, la resolución de conflictos y la atención selectiva.20,60,61,62
En algunos estudios no se ha obtenido una relación positiva entre AF y rendimiento cognitivo y/o académico, o bien ha resultado una asociación débil entre dichas variables.10 Esto podría explicarse por el hecho de que la muestra empleada fue relativamente pequeña en comparación con otros estudios, o incluso podría deberse a las características de la población estudiada, donde las condiciones socioeconómicas de los sujetos son totalmente diferentes a las de los países desarrollados.
Se concluye que la AF mejora el funcionamiento del metabolismo neuronal y mitocondrial, lo cual influye positivamente en el funcionamiento cerebral y, por tanto, en los procesos cognitivos.
Una CF óptima, así como niveles moderados y vigorosos de AF, tienen un impacto favorable en las funciones cognitivas. Se requieren más estudios que profundicen en la asociación existente y que expliquen más detalladamente las causas de dicha relación.
