Neurociencia y evolución: cuál es la relación entre correr y pensar

Por Andrea Gentil (*)

Durante décadas, los científicos pensaron que el cerebro de las personas adultas era no sólo incapaz de desarrollar nuevas neuronas, sino que iba perdiendo las que ya tenía. Pero a partir de la década de los 90 empezaron a hacerse descubrimientos que muestran lo contrario. Uno de los tantos experimentos hechos fue especialmente llamativo: el simple hecho de que ratones de laboratorio corrieran sobre una rueda provocaba el nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo, estructura cerebral asociada con la memoria. Desde entonces, otros estudios mostraron que el ejercicio también tiene efectos positivos en el cerebro de los seres humanos, sobre todo a medida que envejecen, y que incluso puede ayudar a reducir el riesgo del mal de Alzheimer y otros trastornos neurodegenerativos. 

Sin embargo, quedaba algo entre signos de interrogación: ¿por qué el ejercicio afecta al cerebro? “Las personas a menudo consideran que caminar y correr son actividades que el cuerpo puede realizar en piloto automático”, señala en un artículo escrito para la revista Scientific American David Raichlen, profesor de ciencias biológicas y director del laboratorio de biología evolutiva del ejercicio en la Universidad del Sur de California, EE.UU. Y aclara: “Pero las investigaciones llevadas a cabo durante la última década por nosotros y otros, indicarían que esta sabiduría popular es errónea, porque el ejercicio parece ser tanto una actividad cognitiva como física. De hecho, la hipótesis es que este vínculo entre la actividad física y la salud del cerebro se remonta a millones de años hasta el origen de los rasgos distintivos de la humanidad”.

Gene Alexander, profesor de psicología y psiquiatría y director del laboratorio de imágenes cerebrales, comportamiento y envejecimiento de la Universidad de Arizona, piensa en las consecuencias de estos hallazgos: “Si logramos entender mejor por qué y cómo el ejercicio involucra al cerebro, quizás podamos emplear esas vías fisiológicas para diseñar rutinas de ejercicio novedosas que impulsen la cognición de las personas a medida que envejecen, trabajo que hemos comenzado a emprender”.

Análisis. Cuando investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, mostraron en la década de 1990 que correr aumentaba el nacimiento de nuevas neuronas del hipocampo en ratones, también notaron que este proceso parecía estar vinculado a la producción de una proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro (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. Además, 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 son relevantes porque la atrofia del hipocampo está muy 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.

Después de este trabajo en animales, los investigadores llevaron a cabo una serie de ensayos que determinaron que, en los humanos, al igual que en los roedores, el ejercicio aeróbico conduce a la producción de Bdnf y aumenta la estructura, es decir, el tamaño y la conectividad, de áreas clave del cerebro, incluido el hipocampo. En un ensayo realizado en la Universidad de Illinois se comprobó que doce meses de ejercicio aeróbico condujeron a un aumento en los niveles de Bdnf, crecimiento del tamaño del hipocampo y mejoras en la memoria de adultos mayores.

“El estudio que nosotros hicimos sobre más de 7.000 personas en el Reino Unido y publicado este año, demostramos que las personas que dedican más tiempo a una actividad física moderada a vigorosa tienen volúmenes de hipocampo más grandes. Aunque todavía no es posible decir si estos efectos en los humanos están relacionados con la neurogénesis u otras formas de plasticidad cerebral, como el aumento de las conexiones entre las neuronas existentes, los resultados indican que el ejercicio puede beneficiar al cerebro y a las funciones cognitivas”, puntualiza Raichlen.

Posibilidades. La pregunta siguiente es qué desafíos cognitivos planteados por la actividad física desencadenan esa respuesta adaptativa. Parte de la respuesta podría estar en la evolución del cerebro y del cuerpo. “Los homínidos, el grupo que incluye a los humanos modernos y a sus parientes cercanos y extintos, se separaron del linaje que los unía a chimpancés y bonobos entre seis y siete millones de años atrás. En ese tiempo, los homínidos desarrollaron una serie de adaptaciones anatómicas y conductuales que nos distinguen de otros primates. Creemos que dos de estos cambios evolutivos en particular vinculan el ejercicio a la función cerebral”, detalla Raichlen.

Los antepasados humanos pasaron de caminar en cuatro patas a hacerlo erguidos, apoyados solamente en las patas traseras. Esta postura bípeda implica que haya momentos en los cuales los cuerpos se equilibran de manera precaria sobre un pie, en lugar de sobre dos o más extremidades como en otros simios. Para lograr el equilibrio, los cerebros humanos precisan coordinar una gran cantidad de información y, en el proceso, ajustar la actividad muscular en todo el cuerpo. Al coordinar esas acciones, las personas también deben estar atentas a cualquier obstáculo ambiental. “En otras palabras, resume el experto en evolución, el mero hecho de ser bípedos hizo que nuestros cerebros enfrentaran más desafíos cognitivos que nuestros antepasados cuadrúpedos”. A esto se suma otro detalle, y es que la forma de vida de los homínidos cambió para incorporar niveles más altos de actividad aeróbica. Hace unos dos millones de años un grupo de humanos ancestrales comenzó a alimentarse de una nueva manera, cazando animales y recolectando alimentos vegetales. 

El aumento de las demandas en el cerebro acompañó este cambio hacia una rutina física más activa. 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, deben observar el paisaje en busca de signos de comida, utilizando información sensorial de sus sistemas visuales y auditivos. También tienen que recordar dónde estuvieron antes y cuándo estaban disponibles ciertos tipos de alimentos. El cerebro utiliza esta información de la memoria a corto y largo plazo, lo que permite a las personas tomar decisiones y planificar sus rutas, tareas cognitivas que son apoyadas por el hipocampo y la corteza prefrontal, entre otras regiones. Los cazadores-recolectores a menudo también se alimentan en grupos, en cuyo caso pueden tener conversaciones mientras sus cerebros mantienen el equilibrio y los mantienen ubicados espacialmente en su entorno. Toda esta multitarea está controlada, en parte, por la corteza prefrontal, que también tiende a disminuir con la edad. Pero los recursos fisiológicos necesarios para construir y mantener dicho cerebro, incluidos los que apoyan el nacimiento y la supervivencia de nuevas neuronas, le cuestan energía al cuerpo, lo que significa que, si no usamos regularmente este sistema, es probable que perdamos estos beneficios. 

Correr, pero dónde. En la sociedad moderna las personas no necesitan hacer actividades físicas aeróbicas para encontrar comida. La atrofia cerebral y los declives cognitivos que suelen ocurrir durante el envejecimiento podrían estar relacionados con los hábitos sedentarios de nuestra época. Pero no se trata solo de hacer más ejercicio. “Pensemos en las formas en que muchos de nosotros hacemos ejercicio aeróbico, advierte Alexander. A menudo vamos a gimnasios y usamos una máquina de ejercicios estacionaria. La tarea más exigente desde lo cognitivo al entrenar de este modo podría ser decidir qué canal mirar en la televisión. Además, las máquinas eliminan algunas de las exigencias de mantener el equilibrio y ajustar la velocidad, por ejemplo”. Si pudiéramos aumentar los efectos del ejercicio al incluir una actividad cognitivamente exigente, dicen los expertos, quizás podríamos aumentar la eficacia del ejercicio destinado a aumentar la cognición durante el envejecimiento. Y hasta alterar el curso de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

(*) Andrea Gentil periodista especializada en temas de Ciencia, Salud, Tecnología.