Diseño

Estudio de intervención no aleatorizada.

Participantes

Noventa y cinco adultos jóvenes sanos de 17 a 30 años (58 mujeres, 37 hombres) que realizaron menos de 1 hora por semana de ejercicio vigoroso al inicio del estudio.

Intervención

Los participantes completaron 6 semanas de entrenamiento físico, ejercicio combinado y entrenamiento cognitivo, o ningún entrenamiento (control). El entrenamiento físico consistió en 20 minutos de entrenamiento por intervalos de alta intensidad aproximadamente 3 veces a la semana durante 6 semanas (número promedio de sesiones de entrenamiento para el grupo de ejercicio: 17 ± 1 SD). El entrenamiento cognitivo consistió en 20 minutos de entrenamiento en una versión computarizada de la Tarea de Memoria de Concentración aproximadamente 3 veces a la semana durante 6 semanas.

Parámetros de estudio evaluados

Consumo máximo de oxígeno (VO 2 pico) para demostrar que el entrenamiento con ejercicios mejoró la condición física aeróbica en muestras de sangre en ayunas de 12 horas para medir el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y el factor de crecimiento insulinoide (IGF-1) sérico. La Tarea de Similitud Mnemónica (MST) de Kirwan y Stark para probar la función de memoria. El MST prueba la memoria de imágenes de objetos cotidianos, específicamente memoria de alta interferencia y reconocimiento general. La memoria de alta interferencia se definió como la capacidad de corrección de sesgo para identificar correctamente los artículos de señuelos como “similar” y el reconocimiento general se definió como la capacidad de corrección de sesgo para identificar correctamente una repetición como “antigua”.

Medidas primarias de resultados

Consumo máximo de oxígeno al final de la intervención de ejercicio de 6 semanas; los participantes con un pico de VO 2 > 4,6 ml / kg / min se consideraron de respuesta alta y aquellos con un pico de VO 2 <4,6 ml / kg / min se consideraron de respuesta baja. Mejora en las tareas de memoria de reconocimiento general y de alta interferencia desde el inicio hasta el final de la intervención de ejercicios de 6 semanas. Cambio en los niveles séricos de BDNF e IGF-1 desde el inicio hasta el final de la intervención de 6 semanas.

Resultados clave

Tanto el grupo de ejercicio solo y el ejercicio combinado como el entrenamiento cognitivo tuvieron un mejor rendimiento de memoria de alta interferencia que el grupo de control ( P <0.05).
Los niveles séricos de BDNF e IGF-1 aumentaron significativamente desde el inicio en individuos que mostraron una mayor adaptación aeróbica al entrenamiento con ejercicios (es decir, respondedores altos; P <0.05). Los que respondieron alto al ejercicio que también recibieron entrenamiento cognitivo tuvieron mejor rendimiento de memoria con alta interferencia que los del grupo de solo ejercicio ( P = 0.037).

Implicaciones prácticas

La actividad física está asociada con mejoras en la función cognitiva en modelos tanto animales como humanos. En los seres humanos, un estilo de vida activo y un buen estado cardiovascular se asocian con una mejor función cognitiva durante el envejecimiento. Otros estudios transversales han encontrado que la aptitud aeróbica predice un mejor rendimiento de la memoria en tareas de recuperación libre retrasada, memorias relacionales, y aprendizaje espacial.

Sin embargo, pocos estudios han examinado los efectos combinados del ejercicio y el entrenamiento cognitivo en humanos, y estos se han limitado a las poblaciones de adultos mayores.

Los modelos animales han encontrado que el ejercicio promueve la proliferación de nuevas neuronas dentro del giro dentado del hipocampo, mientras que el entrenamiento cognitivo promueve la supervivencia y la integración de esas nuevas neuronas dentro de la red. El hipocampo está asociado principalmente con la memoria, en particular la formación y recuperación de memorias para eventos y episodios complejos. En contraste, el giro dentado está relacionado con los detalles más finos de la memoria; específicamente, juega un papel importante en la resolución de interferencias entre contextos muy similares.

Este estudio examina el impacto del entrenamiento con ejercicios en comparación con el ejercicio combinado y el entrenamiento cognitivo para determinar si hay efectos sinérgicos en la memoria en adultos jóvenes. Este estudio también evaluó el impacto del entrenamiento en la aptitud aeróbica y los factores neurotróficos séricos BDNF e IGF-1.

Los estudios han demostrado que las asociaciones entre una mejor aptitud aeróbica y un mejor rendimiento de la memoria pueden mejorarse por aumentos en los factores neurotróficos. Se sabe que IGF-1 y BDNF influyen en la neurogénesis y la plasticidad a través de vías de señalización similares. 8El factor neurotrófico derivado del cerebro ayuda al cerebro a desarrollar nuevas conexiones, reparar las células cerebrales defectuosas y proteger las células cerebrales sanas. También se ha comprobado que regula la plasticidad sináptica, que es esencial para la memoria de alta interferencia. Además, el IGF-1, un conocido estímulo potente para la angiogénesis, se incrementa con el ejercicio y se cree que actúa como un mediador ascendente para aumentar la producción de BDNF en el hipocampo.

Los autores hallaron que los que respondían alto al ejercicio en el grupo de entrenamiento combinado tenían mejor rendimiento de memoria con alta interferencia que los que respondían alto al ejercicio que solo recibían entrenamiento físico. Además, los respondedores altos también tenían niveles más altos de BDNF e IGF-1. Por lo tanto, los autores sugieren que el beneficio de memoria adicional del entrenamiento cognitivo puede requerir la disponibilidad de factores neurotróficos. Sin embargo, esto debe interpretarse con cautela. En el estudio se observó que los niveles séricos de los factores neurotróficos BDNF e IGF-1 no se vieron afectados por el ejercicio o las intervenciones combinadas a nivel de grupo. Esto es contrario a los datos en modelos animales anteriores.

Estos hallazgos sí sugieren que el potencial de los efectos sinérgicos de la combinación del ejercicio y el entrenamiento cognitivo puede depender de las ganancias aeróbicas y de la disponibilidad para producir factores neurotróficos.

Aunque este estudio resalta la importancia de las adaptaciones aeróbicas al ejercicio, esta es solo una de las muchas adaptaciones fisiológicas diferentes que tienen lugar durante el entrenamiento físico y que podrían contribuir a los efectos en la memoria. Quizás la pregunta en cuestión, con respecto al ejercicio, debería ser: “¿Qué tipo, intensidad y frecuencia son ideales para mejorar la memoria?”. Este estudio también sugiere que el potencial de efectos sinérgicos de la combinación del ejercicio y el entrenamiento cognitivo puede depender de las diferencias individuales. En particular, la capacidad de producir factores neurotróficos.

Referencias

1. Colcombe SJ, Kramer AF, Erickson KI, et al. Cardiovascular fitness, cortical plasticity, and aging. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101(9):3316-3321.
2. Pereira AC, Huddleston DE, Brickman AM, et al. An in vivo correlate of exercise-induced neurogenesis in the adult dentate gyrus. Proc of the Natl Acad of Sci USA. 2007;104(13):5638-5643.
3. Monti JM, Hillman CH, Cohen NJ. Aerobic fitness enhances relational memory in preadolescent children: the FITKids randomized control trial. Hippocampus. 2012;22(9):1876-1882.
4. Holzschneider K, Wolbers T, Röder B, Hötting K. Cardiovascular fitness modulates brain activation associated with spatial learning. Neuroimage. 2012;59(3):3003-3014.
5. Ngandu T, Lehtisalo J, Solomon A, et al. A 2 year multidomain intervention of diet, exercise, cognitive training, and vascular risk monitoring versus control to prevent cognitive decline in at-risk elderly people (FINGER): a randomised controlled trial. Lancet. 2015;385(9984):2255-2263.
6. Law LL, Barnett F, Yau MK, Gray MA. Effects of combined cognitive and exercise interventions on cognition in older adults with and without cognitive impairment: a systematic review. Ageing Res Rev. 2014:15:61-75.
7. Olsen RK, Moses SN, Riggs L, Ryan JD. The hippocampus supports multiple cognitive processes through relational binding and comparison. Front Hum Neurosci. 2012;6:146.
8. Cotman CW, Berchtold NC, Christie LA. Exercise builds brain health: key roles of growth factor cascades and inflammation. Trends Neurosci. 2007;30(9):464-472.
9. [Vaynman S, Ying Z, Gomez-Pinilla F. Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition. Eur J Neurosci. 2004;20(10):2580-2590.
10. Ding Y, Li J, Luan X, et al. Exercise pre-conditioning reduces brain damage in ischemic rats that may be associated with regional angiogenesis and cellular overexpression of neurotrophin. Neuroscience. 2004;124(3):583-591.
11. Neeper SA, Gómez-Pinilla F, Choi J, Cotman CW. Physical activity increases mRNA for brain-derived neurotrophic factor and nerve growth factor in rat brain. Brain Res. 1996;726(1-2):49-56.
12. Rasmussen P, Brassard P, Adser H, et al. Evidence for a release of brain-derived neurotrophic factor from the brain during exercise. Exp Physiol. 2009;94(10):1062-1069.