Cérebro em Forma


Exercícios físicos estimulam os neurônios? Estudos recentes mostram que, além de terem efeito sobre os músculos, favorecem funções cognitivas com atenção, aprendizagem, memória e capacidade de tomar decisões.

Scientific American - por Camila Ferreira-Vorkapic*

Os efeitos do exercício físico para saúde têm sido amplamente estudados e reconhecidos. São fartamente documentadas alterações fisiológicas em pessoas que praticam atividade física com regularidade - como redução do nível de glicose no sange, metabolização mais eficaz de gorduras, diminuição da pressão arterial e da frequência cardíaca de repouso. É notório também quanto a prática contruibui para a diminição da incidência de patologias como diabetes infarto e acidente vascular cerebral. Décadas de estudo evidenciaram que o exercício tem também inegáveis efeitos ansiolíticos e antidepressivos, isto é, a prática de atividade física está significativamente relacionada à diminuição da ansiedade, depressão, stress e ao aumento da auto-estima. A maneira como essa influência se dá no sistema nervoso central, no entanto, ainda não está clara.

Há fortes indícios de que o exercício favorece o aprimoramento da função cognitiva em razão da melhora na eficência neural que, por sua vez, é possivelmente produto de um maior fluxo de sangue no cérebro - o que intensifica a atividade cortical. O interesse pela investigação se justifica pelo crescente número de pessoas acometidas por algum tipo de transtorno de humor ou de ansiedade. A melhora do estado emocional geral parece estar relacionada a alterações no metabolismo de neurotransmissores como ácido gama-amino-butírico (GABA), dopamina, serotonina e norepinefrina no sistema límbico, área do cérebro associada à recompensa e ao prazer. Também há indícios de influência na síntese de opióides endógenos (substâncias produzidas pelo corpo que reduzem a sensação de dor e aumentam a de bem-estar).

Nos últimos anos, pesquisadores estão voltando suas atenções também para a influência do exercício em funções cognitivas superiores - como atenção, aprendizado, planejamento, inibição ou estímulo da capacidade de tomar decisões e memória de trabalho (que funciona como um depósito de armazenamento temporário de informações - usado, por exemplo, quando memorizamos um número de telefone por um breve período). São justamente as capacidades de raciocínio e consciência que nos tornam diferentes de outros animais. Esses processos corticais e subcorticais ocorrem pela integração de diferentes áreas do cérebro, tudo orquestrado pelo córtex frontal.

Estudos com grupos de voluntários mostram que o exercício é capaz de melhorar os níveis de atenção e nemória, diminuir o tempo de reação a estímulos e de conflito durante a tomada de decisões. Outras investigações indicam que a amplitude da P300, uma onda eletroencefalográfica variável, referente ao processamento de informações recebidas pelo cérebro, aumenta significativamente após exercício agudo e crônico. Isso ignifica que essa prática favorece a classificação dos estímulos e o processamento cognitivo. Como a P300 está relacionada à atenção, e essa à ativação cortical, o exercício promove o que se chama de "alocação de fontes de atenção e memória de trabalho".

O eletroencefalograma (EEG) tem sido usado em pesquisas deste tipo para avaliar a soma de processos regulatórios relacionados a certas intensidades de exercício, já que o exame indica a ativação das diferentes regiões corticais e pode mostrar o desempenho das áreas cognitivas em decorrência da intensificação de exercícios. A atividade cortical no EEG reflete especificamente processos neuronais - mais especialmente potenciais excitatórios pós-sinápticos de células piramidais próximas à superfície, que controlam atividades mentais e físicas.

A ativação do córtex após exercício agudo é evidenciada pelo aumento da potência de ondas beta, uma frequência do EEG que ocorre quando estamos acordados e de olhos abertos. Diferente das outras ondas (Alfa, Delta e Teta), a banda Beta reflete os disparos de milhares de neurônios de maneira desorganizada.

  • Tempo de Reação

    Essa "dessincronização neuronal" está relacionada a uma maior ativação cortical. Sendo assim, quanto maior a dessincronização, maior a ativação no córtex cerebral. O exercício promove justamente um aumento da ativação cortical através do aumento na atividade Beta, além de favorecer variáveis comportamentais relacionadas à cognição, como o tempo de reação, por exemplo. Essa variável psicomotora que sugere integridade geral do sistema nervoso central (SNC) é significativamente menor em sujeitos fisicamente ativos, em comparação com os sedentários. Muito provavelmente, efeitos provocados pelos exercícios físicos no SNC abrangem melhora no controle neuroendócrino (produção de hormônios e fatores hormonais pelo cérebro) e no sistema nervoso autônomo. Também são considerados efeitos como aceleração do fluxo sanguíneo cerebral, do transporte e da utilização do oxigênio, maior produção de endorfinas, captação o mais eficiente de lactato e glicose (que funcionam como "combustíveis cerebrais") e alterações na química de neurotransmissores (como acetilcolina, dopamina, norepinefrina e serotonina).

  • Ponto ótimo

    Sabe-se que o exercício promove melhora seletiva de processos de conntrole executivo. Algumas teorias sobre o tema abrangem áreas de estudos como a psicologia, as neurociências e a fisiologia. Três hipóteses se destacam: a ativação cortical, a circulação cerebral e a neuroquímica. Essas teses não invalidam as demais - pelo contrário, são complementares.

    A hipótese da ativação cortical, formulada nos anos 90 por psicólogos para explicar os efeitos agudos do exercício, especula que seu benefício na função cognitiva é produzido por um aumento da ativação do SNC. Há indícios de que essa variação leva ao estreitamento do foco de atenção, fazendo com que a pessoa responda com maior rapidez a determinados estímulos, descartando os irrelevantes. A constatação de que exercícios mais leves favorecem a acuidade cognitiva e exercícios extenuantes a prejudicam levou psicólogos a incorporar a curva de ativação de Yerkes-Dodson aos efeitos do exercício. Essa representação gráfica obedece a uma forma de U invertido, na qual a abscissa mostra o aumento da ativação e a ordenada, a melhora na cognição.

    Sendo assim, a capacidade de adquirir conhecimento se torna mais apurada à medida que a atividade cerebral aumenta, mas começa a sofrer declínio se essa ativação ultrapassa o "ponto considerado ótimo" na escala.

    Supostamente, o mesmo ocorre com a ativação e a intensidade do exercício. Se o exercício for moderado, o ponto de ativação cortical é "ótimo" para melhora da cognição; mas se for intenso demais e a ativação, exagerada, a função cognitiva se deteriora. Muitos estudos observaram tal propriedade, mas a hipótese da ativação cortical não conseguia explicar, por exemplo, os efeitos crônicos, de longo prazo, do exercício na função cognitiva geral. Isso levou os cientistas a formular teorias um pouco mais complexas.

    Suspeitou-se que o aumento do fluxo sanguíneo cerebral durante o exercício fosse então o responsável pelas alterações na química regional do cérebro e, consequentemente, pela melhora na função cognitiva geral. Na verdade, o fluxo sanguíneo geral no cérebro parece manter-se constante, o que ocorre é um aumento do fluxo para algumas estruturas e áreas específicas durante o exercício, como para áreas motoras e cerebelo. É importante lembrar que existe uma grande competitividade no cérebro com relação a glicose e oxigênio; portanto, se o fluxo sanguíneo aumenta em determinadas áreas em decorrência do exercício, certamente diminui em outras. Um grande número de evidências recentes está de acordo com a noção de que a manipulação de fluxo sanguíneo cerebral altera o desempenho comportamental em diferentes tarefas. A administração de eritropoetina (glicoproteína que estimula a produção de hemácias), por exemplo, mostrou que é possível melhorar significativamente a função cognitiva geral de roedores e de humanos.

  • Moeda Corrente

    Como o exercício contribui para aumenntar o fluxo sanguíneo cerebral regional, isso consequentemente pode alterar a habilidade de aprendizado e resolução de problemas. Pesquisas realizadas em animais têm documentado aumentos transitórios de fluxo sanguíneo cerebral na extração de oxigênio e na utilização de glicose durante a execução de tarefas motoras após a atividade física. É bastante provável que o exercício prolongado deflagre a mudança na atividade neural e isso traga consequências de longo prazo significativas na plasticidade neurológica e comportamental.

    A hipótese neuroquímica considera que mudanças cognitivas decorrentes do exercício sejam resultado de alterações neuroquímicas em estruturas corticais e subcorticais responsáveis por diferentes funções cerebrais. Em 1999, a pesquisadora Henriette van Praag e sua equipe, do Instituto Salk para Estudos Biológicos nos Estados Unidos, observaram neurogênese, isto é, o nascimento de novos neurônios em ratos que haviam praticado atividade física. Eles notaram aumento da taxa de proliferação neuronal no giro dentado do hipocampo, uma estrutura subcortical relacionada à memória. O mesmo não ocorreu no grupo controle. Como exatamente o exercício aumenta a proliferação de neurônios hipocampais ainda é uma incógnita, embora haja uma série de mecanismos candidatos sendo estudados.

    Um dos mais importantes efeitos do exercício é a plasticidade do sistema vascular cerebral, a chamada angiogênese - ou o crescimento de novos capilares a partir de vasos preexistentes. Inicialmente acreditava-se que esse processo, assim como a neurogênese, estava limitado a períodos específicos do desenvolvimento ou ocorria em resposta a patologias. No entanto, mais recentemente foi constatado que a angiogênese é uma consequência natural da prática de atividade física.

    Outras investigações mostraram ainda um aumento da atividade da enzima mitocondrial citocromo oxidase (COX) em determinadas estruturas cerebrais em resposta ao exercício. Essa enzima desempenha papel essencial no transporte de elétrons e produção de ATP, espécie de "moeda corrente" de energia da célula. O aumento em sua atividade é indicador de maior atividade funcional em determinadas regiões do cérebro; já a redução na ação enzimática produz radicais livres, mutações no DNA mitocondrial e consequente dano cerebral. Neuropatologias como Parkinson e Alzheimer estão comprovadamente associadas à redução da atividade da COX.

    O papel do exercício torna-se particularmente importante, pois talvez esse aumento na síntese da COX possa combater a redução natural da enzima associada ao envelhecimento ou a neuropatologias. É bastante aceitável, portanto, admitir que a plasticidade cerebral promovida pela atividade física seja responsável pela melhora da função cognitiva geral e pelo efeito protetor do sistema nervoso central.

  • Mente sã, corpo saudável

    Com tantas evidências dos efeitos benéficos do exerc&i ute;rebro; já a redução na ação enzimática produz radicais livres, mutações no DNA mitocondrial e consequente dano cerebral. Neuropatologias como Parkinson e Alzheimer estão comprovadamente associadas à redução da atividade da COX.

    O papel do exercício torna-se particularmente importante, pois talvez esse aumento na síntese da COX possa combater a redução natural da enzima associada ao envelhecimento ou a neuropatologias. É bastante aceitável, portanto, admitir que a plasticidade cerebral promovida pela atividade física seja responsável pela melhora da função cognitiva geral e pelo efeito protetor do sistema nervoso central.

  • Mente sã, corpo saudável

    Com tantas evidências dos efeitos benéficos do exercício no cérebro e com a grande incidência de neuropatologias que acometem as funções cognitivas superiores, pesquisadores passaram a suspeitar que o exercício fosse capaz de reduzir os declínios cognitivos relacionados à idade ou conferir função protetora em caso de neuropatologias específicas. Pesquisas corroboram o fato de que o engajamento em atividades físicas, entre outros benefícios para a saúde, pode retardar ou prevenir a demência em idosos.

    É esperado que, à medida que envelhecemos, apresentemos pior desempenho cognitivo em comparação a indivíduos mais jovens. Podem ser prejudicadas, por exemplo, a velocidade de percepção, a memória de trabalho, a memória explícita e o processamento de tarefas múltiplas, ou seja, a capacidade de desempenhar duas ou mais tarefas ao mesmo tempo. De fato, um estudo longitudinal realizado pela equipe de Denise Park (2003), da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, investigou o desempenho cognitivo e psicomotor em 350 indivíduos adultos durante a realização de diferentes tarefas durante aproximadamente 60 anos e indicou um consistente declínio cognitivo na qualidade de execução das tarefas. Apesar dos evidentes efeitos deletérios durante o envelhecimento, pesquisas recentes indicam que intervenções como a atividade física podem minimizar - e até impedir - algumas dessas manifestações.

  • Efeito Stroop

    Pesquisadores têm observado também os benefícios do exercício aeróbico crônico em componentes periféricos e centrais do tempo de reação, uma variável psicomotora que sugere integridade geral do sistema nervoso central: indivíduos que praticam atividade física há pelo menos cinco anos são significativamente mais rápidos quando respondem à apresentação de determinado estímulo auditório ou visual. Adicionalmente, pessoas fisicamente ativas também apresentaram melhor desempenho em tarefas que envolviam raciocínio e memória de trabalho relacionada ao "efeito Stroop" - interferência cognitiva entre a percepção e a emissão linguística devido à falta de correlação semântica, que aparece como consequência da automaticidade na leitura e na fala; isso ocorre quando o significado linguístico da palavra interfere, por entrar em contradição com o significado semiótico visual. Também foi observado que aqueles que se exercitaram tinham maior facilidade de monitoramento (capacidade do córtex pré-frontal de acompanhar funções cognitivas) e inteligência fluida (usada para lidar com problemas imediatos e raciocínio em situações novas) mais desenvolvida.

    Em alguns estudos epidemiológicos com idosos, dados longitudinais foram examinados com o objetivo de predizer mudanças cognitivas representadas por tarefas de linguagem, memória verbal e não-verbal e percepções visuais, espaciais e conceituais. Tais investigações mostraram que medidas de capacidade cardiorrespiratória e nível geral de atividade física eram fortes prognósticos de vitalidade cognitiva. Os idosos que haviam praticado atividade física durante a vida tinham desempenho cognitivo significativamente melhor em todas as tarefas quando comparados aos idosos saudáveis, porém sedentários durante a vida.

    O mesmo foi observado em estudo randomizado cego. Nesse tipo de estudo, participam um grupo de controle e um grupo de tratamento farmacológico ou terapêutica sem que o pesquisador saiba quais indivíduos fazem parte de quais grupos. Depois de analisar os resultados e já sabendo quais sujeitos pertenciam aos grupos determinados, os pesquisadores notaram melhora cognitiva significativa somente no grupo que praticou atividade aeróbica durante quatro meses - o qual, consequentemente, apresentava aumento (27%) no V0² máx (o volume máximo de oxigênio que o corpo consegue "captar" do ar que está dentro dos pulmões, levar até os tecidos através do sistema cardiovascular e usar na produção de energia).

    As regiões frontal e pré-frontal do cérebro também têm sido o foco de pesquisas recentes, já que exibem grandes e desproporcionais declínios relacionados à idade. Em 1996, um estudo realizado por Robert West, no Canadá, também evidenciou que grupos que participavam de um programa de treinamento aeróbico melhoraram significativamente, em relação aos sedentários, no que diz respeito a sua capacidade de ignorar informação visual irrelevante, abortar ação pré-programada e coordenar tarefas múltiplas.

  • As Três Hipóteses

    Ativação cortical: melhora a cognição devido ao aumento no nível de excitação ou ativação cerebral.
    Circulação cerebral: incremento do fluxo sanguíneo para determinadas áreas produziria processos cognitivos e habilidades de lidar com situações novas.
    Neuroquímica: hipótese mais estudada, pressupõe que o favorecimento da função cognitiva geral tem bases moleculares e ocorre em áreas profundas do cérebro.

  • Dinâmico e flexível

    Chamamos de plasticidade cerebral todas as reações moleculares e mudanças neuroquímicas que causam alterações estruturais dos neurônios - e que podem ser produzidas tanto pelo exercício quanto por outras intervenções. O termo vem da idéia de que o cérebro é dinâmico, pode se reorganizar de maneira flexível de acordo com necessidades e alterações sofridas. Pesquisadores acreditam que o aumento do fluxo sanguíneo está relacionado à plasticidade e que a melhora da função cognitiva geral após a ati

    • Leitura Dinâmica e Memorização

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