Construye tus músculos, construye tu cerebro

El cuerpo fue diseñado para ser empujado, y cuando empujamos nuestros cuerpos, también empujamos nuestros cerebros. El aprendizaje y la memoria evolucionaron en concierto con las funciones motoras que permitieron a nuestros antepasados ​​rastrear la comida. En lo que respecta a nuestros cerebros, si no nos estamos moviendo, no hay necesidad real de aprender nada.

Al investigar el ejercicio y el trastorno por déficit de atención (ADHD o ADD), hemos aprendido que el ejercicio mejora el aprendizaje en tres niveles: optimiza su mentalidad, al mejorando el estado de alerta, la atencióny motivación. Prepara y alienta a las células nerviosas a unirse entre sí, que es la base celular para aprender nueva información. Y estimula el desarrollo de nuevas células nerviosas a partir de células madre en el hipocampo, un área del cerebro relacionada con la memoria y el aprendizaje.

Varias escuelas progresistas han experimentado con el ejercicio para descubrir si hacer ejercicio antes de la clase aumenta la capacidad de lectura de un niño y su desempeño en otras materias. ¿Adivina qué? Lo hace.

Ahora sabemos que el cerebro es flexible, o plástico, en el lenguaje de los neurocientíficos, más Play-Doh que porcelana. Es un órgano adaptable que se puede moldear por entrada de la misma manera que un músculo se puede esculpir levantando pesas. Cuanto más lo usas, más fuerte y flexible se vuelve.

Lejos de estar cableados, como los científicos alguna vez lo imaginaron, el TDAH cerebral está siendo constantemente reconectado. Estoy aquí para enseñarte cómo ser tu propio electricista.

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Ejercicio: ¿una droga para tu cerebro?

Se trata de comunicación. El cerebro está formado por cien mil millones de neuronas de diversos tipos que conversan entre sí a través de cientos de diferentes sustancias químicas, para gobernar nuestros pensamientos y acciones. Cada célula cerebral podría recibir información de cientos de miles antes de disparar su propia señal. La unión entre las ramas celulares es la sinapsis, y aquí es donde el caucho se encuentra con el camino. La forma en que funciona es que una señal eléctrica derriba el axón, la rama saliente, hasta que llega a la sinapsis, donde un neurotransmisor lleva el mensaje a través de la brecha sináptica en el químico formar. Por otro lado, en la dendrita, o la rama receptora, el neurotransmisor se conecta a un receptor: como una llave en una cerradura, y esto abre canales iónicos en la membrana celular para volver a convertir la señal en electricidad.

Alrededor del 80 por ciento de la señalización en el cerebro es realizada por dos neurotransmisores que se equilibran entre sí. efecto: el glutamato estimula la actividad para comenzar la cascada de señalización, y el ácido gamma aminobutírico (GABA) se endurece actividad. Cuando el glutamato emite una señal entre dos neuronas que no han hablado antes, la actividad prepara la bomba. Cuanto más se active la conexión, más fuerte se vuelve la atracción. Como dice el dicho, las neuronas que se disparan juntas se unen. Lo que hace que el glutamato sea un ingrediente crucial en el aprendizaje.

La psiquiatría se centra más en un grupo de neurotransmisores que actúan como reguladores, del proceso de señalización y de todo lo demás que hace el cerebro. Estos son serotonina, noradrenalina y dopamina. Y aunque las neuronas que las producen representan solo el uno por ciento de los cien mil millones de células del cerebro, estos neurotransmisores ejercen una poderosa influencia. Pueden instruir a una neurona para que produzca más glutamato, o pueden hacer que la neurona sea más eficiente o alterar la sensibilidad de sus receptores. Pueden reducir el "ruido" en el cerebro o, por el contrario, amplificar esas señales.

Le digo a la gente que salir a correr es como tomar un poco de Prozac y un poco de Ritalina porque, como las drogas, el ejercicio eleva estos neurotransmisores. Es una metáfora útil para transmitir el punto, pero la explicación más profunda es que el ejercicio equilibra los neurotransmisores, junto con el resto de los neuroquímicos en el cerebro.

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Cómo el cerebro aprende y crea recuerdos

Por fundamentales que sean los neurotransmisores, existe otra clase de moléculas maestras que, en los últimos 15 años, ha cambiado drásticamente nuestra comprensión de las conexiones en el cerebro. Estoy hablando de una familia de proteínas denominadas "factores", el más destacado de los cuales es el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF). Mientras que los neurotransmisores llevan a cabo la señalización, las neurotrofinas, como BDNF, construyen y mantienen la infraestructura en sí.

Una vez que quedó claro para los investigadores que BDNF estaba presente en el hipocampo, el área del cerebro relacionados con la memoria y el aprendizaje, se propusieron probar si era un ingrediente necesario en el proceso. El aprendizaje requiere fortalecer la afinidad entre las neuronas a través de un mecanismo dinámico llamado potenciación a largo plazo (LTP). Cuando se le pide al cerebro que tome información, la demanda naturalmente causa actividad entre las neuronas. Cuanta más actividad, más fuerte se vuelve la atracción y más fácil es que la señal se dispare y establezca la conexión.

Digamos que estás aprendiendo una palabra en francés. La primera vez que lo escuchas, las células nerviosas reclutadas para un nuevo circuito disparan una señal de glutamato entre sí. Si nunca vuelves a practicar la palabra, la atracción entre las sinapsis involucradas disminuye, debilitando la señal. Te olvidas

El descubrimiento que sorprendió a los investigadores de la memoria, y le valió al neurocientífico de la Universidad de Columbia Eric Kandel una parte del Premio Nobel 2000: es que la activación o práctica repetida hace que las sinapsis se hinchen y se fortalezcan conexiones Una neurona es como un árbol que, en lugar de hojas, tiene sinapsis a lo largo de sus ramas dendríticas. Eventualmente brotan nuevas ramas, proporcionando más sinapsis para solidificar aún más las conexiones. Estos cambios se llaman plasticidad sináptica, que es donde BDNF toma el centro del escenario.

Al principio, los investigadores descubrieron que si esparcían BDNF sobre las neuronas en una placa de Petri, las células automáticamente brotaban nuevas ramas, produciendo el mismo crecimiento estructural requerido para el aprendizaje. Llamo BDNF Miracle-Gro para el cerebro. BDNF también se une a los receptores en la sinapsis, liberando el flujo de iones para aumentar el voltaje e inmediatamente mejorar la intensidad de la señal. Dentro de la célula, BDNF activa genes que requieren la producción de más BDNF, así como serotonina y proteínas que acumulan las sinapsis. BDNF dirige el tráfico y también diseña las carreteras. En general, mejora la función de las neuronas, estimula su crecimiento y las fortalece y protege contra el proceso natural de muerte celular.

Mientras más ejercicios haga su cuerpo, mejores serán las funciones de su cerebro

Entonces, ¿cómo amplifica el cerebro su suministro de BDNF? Ejercicio. En 1995, estaba investigando para mi libro, Una guía del usuario para el cerebro, cuando encontré un artículo de una página en la revista Naturaleza sobre ejercicio y BDNF en ratones. Apenas había más que una columna de texto, pero lo decía todo. Según el autor del estudio, Carl Cotman, director de la Instituto para el envejecimiento cerebral y la demencia en la Universidad de California-Irvine, el ejercicio pareció elevar Miracle-Gro, o BDNF, en todo el cerebro.

Al mostrar que el ejercicio provoca la molécula maestra del proceso de aprendizaje, BDNF, Cotman estableció una conexión biológica entre el movimiento y la función cognitiva. Estableció un experimento para medir los niveles de BDNF en el cerebro de los ratones que funcionan.

A diferencia de los humanos, los roedores parecen disfrutar de la actividad física, y los ratones de Cotman corrían varios kilómetros por noche. Cuando sus cerebros fueron inyectados con una molécula que se une a BDNF y escaneada, no solo los escaneos de los roedores que corren muestran un aumento en BDNF sobre los controles, pero cuanto más se ejecuta cada ratón, más altos son los niveles fueron.

A medida que las historias de BDNF y el ejercicio se desarrollaron juntas, quedó claro que la molécula era importante, no simplemente para la supervivencia de las neuronas, sino también para su crecimiento (brotación de nuevas ramas) y, por lo tanto, para aprendizaje. Cotman demostró que el ejercicio ayuda al cerebro a aprender.

"Una de las características destacadas del ejercicio, que a veces no se aprecia en los estudios, es una mejora en la tasa de aprendizaje, y creo que es un mensaje genial para llevar a casa", dice Cotman. "Porque sugiere que, si estás en buena forma, puedes aprender y funcionar de manera más eficiente".

De hecho, en un estudio de 2007, investigadores alemanes descubrieron que las personas aprenden palabras de vocabulario un 20 por ciento más rápido después del ejercicio que antes del ejercicio, y que la tasa de aprendizaje se correlacionó directamente con los niveles de BDNF. Junto con eso, las personas con una variación genética que les roba niveles suficientes de BDNF tienen más probabilidades de tener deficiencias de aprendizaje. Sin el llamado Miracle-Gro, el cerebro se cierra al mundo.

Lo que no quiere decir que salir a correr te convierta en un genio. "No se puede inyectar BDNF y ser más inteligente", señala Cotman. “Con el aprendizaje, tienes que responder a algo de una manera diferente. Pero el algo tiene que estar allí ”. Y sin dudas, lo que ese algo es importante.

Descubriendo el poder de cambiar tu cerebro

Científicos que regresaron a Ramón y Cajal, que ganó el Premio Nobel en 1906 por proponer que el sistema nervioso central estaba compuesto por Las neuronas individuales que se comunican en lo que él llamó "uniones polarizadas", han teorizado que el aprendizaje implica cambios en las sinapsis. A pesar de los elogios, la mayoría de los científicos no lo compraron. Le tomó al psicólogo Donald Hebb tropezar con el primer indicio de evidencia.

Las reglas del laboratorio eran poco estrictas en esos días y, aparentemente, Hebb pensó que estaría bien si traía a casa algunas ratas de laboratorio como mascotas temporales para sus hijos. El arreglo resultó ser mutuamente beneficioso: cuando devolvió las ratas al laboratorio, Hebb notó que, en comparación con sus compañeros encadenados a la jaula, sobresalían en las pruebas de aprendizaje. La novedosa experiencia de ser manipulado y jugado de alguna manera mejoró su capacidad de aprendizaje, lo que Hebb interpretó que significa que cambió sus cerebros. En su aclamado libro de texto de 1949, La organización del comportamiento: una teoría neuropsicológica, describió el fenómeno como "plasticidad dependiente del uso". La teoría era que las sinapsis se reorganizan bajo la estimulación del aprendizaje.

El trabajo de Hebb se relaciona con el ejercicio porque la actividad física cuenta como una experiencia novedosa, al menos en lo que respecta al cerebro. En la década de 1960, un grupo de psicólogos en Berkeley formalizó un modelo experimental llamado "enriquecimiento ambiental" como una forma de evaluar la plasticidad dependiente del uso. En lugar de llevar a los roedores a casa, los investigadores equiparon sus jaulas con juguetes, obstáculos, comida oculta y ruedas para correr. También agruparon a los animales para que pudieran socializar y jugar.

Sin embargo, no todo fue paz y amor, y finalmente se diseccionaron los cerebros de los roedores. Viviendo en un ambiente con más estímulos sensoriales y sociales, las pruebas de laboratorio mostraron que alteraron la estructura y la función del cerebro. A las ratas les fue mejor en las tareas de aprendizaje, y sus cerebros pesaban más en comparación con los alojados solos en jaulas desnudas.

En un estudio seminal, a principios de la década de 1970, el neurocientífico William Greenough usó un microscopio electrónico para mostrar que el enriquecimiento ambiental hizo que las neuronas produjeran nuevas dendritas. La ramificación causada por la estimulación ambiental del aprendizaje, el ejercicio y el contacto social hizo que las sinapsis formaran más conexiones, y esas conexiones tenían vainas de mielina más gruesas.

Ahora sabemos que dicho crecimiento requiere BDNF. Esta remodelación de las sinapsis tiene un gran impacto en la capacidad de los circuitos para procesar información, lo cual es una muy buena noticia. Lo que significa es que tienes el poder de cambiar tu cerebro. Todo lo que tienes que hacer es atarte los zapatos para correr.

Cómo cultivar y nutrir nuevas neuronas

Durante la mayor parte del siglo XX, el dogma científico sostuvo que el cerebro estaba conectado una vez que se desarrolló por completo en la adolescencia, lo que significa que nacemos con todas las neuronas que vamos a obtener. Solo podemos perder neuronas a medida que avanza la vida.

¿Adivina qué? Las neuronas vuelven a crecer, por miles, a través de un proceso llamado neurogénesis. Se dividen y se propagan como células en el resto del cuerpo. Las neuronas nacen como células madre de pizarra en blanco, y pasan por un proceso de desarrollo en el que necesitan encontrar algo que hacer para sobrevivir. La mayoría de ellos no. Una célula incipiente tarda unos 28 días en conectarse a una red. Si no usamos las neuronas recién nacidas, las perdemos. El ejercicio genera neuronas, y el enriquecimiento ambiental ayuda a esas células a sobrevivir.

El primer vínculo sólido entre la neurogénesis y el aprendizaje provino de Fred Gage, neurocientífico del Instituto Salk, y su colega Henriette van Praag. Utilizaron una piscina del tamaño de un roedor llena de agua opaca para ocultar una plataforma justo debajo de la superficie en un cuadrante. A los ratones no les gusta el agua, por lo que el experimento fue diseñado para probar qué tan bien recordaban, desde un chapuzón anterior, la ubicación de la plataforma, su ruta de escape. Al comparar ratones inactivos con otros que golpearon la rueda de correr durante cuatro kilómetros por noche, los resultados mostraron que los corredores recordaron dónde encontrar seguridad más rápidamente. Los sedentarios se tambalearon antes de resolverlo.

Cuando se diseccionaron los ratones, los ratones activos tenían el doble de células madre nuevas en el hipocampo que las inactivas. Hablando en general sobre lo que encontraron, Gage dice: "Existe una correlación significativa entre el número total de células y la capacidad [de un ratón] para realizar una tarea compleja. Y si bloquea la neurogénesis, los ratones no pueden recordar información ".

Aunque toda esta investigación se ha realizado en roedores, puede ver cómo podría relacionarse con aquellas escuelas progresivas que ejercitan a los estudiantes antes de que comience la clase: la clase de gimnasia proporciona al cerebro las herramientas adecuadas para aprender, y la estimulación en las clases de los niños alienta a las células en desarrollo a conectarse a la red, donde se convierten en miembros valiosos de la señalización comunidad. A las neuronas se les da una misión. Y parece que las células generadas durante el ejercicio están mejor equipadas para provocar este proceso.

¿Alguien para correr?

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John Ratey, M.D., es miembro de ADDitude Panel de revisión médica del TDAH.

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Ejercicios inteligentes para mejorar los cerebros con TDAH

• Hacer un actividad aeróbica regularmente - trotar, andar en bicicleta, practicar un deporte que implica correr o correr. El ejercicio aeróbico eleva los neurotransmisores, crea nuevos vasos sanguíneos que canalizan los factores de crecimiento y genera nuevas células en el cerebro. Un estudio pequeño, pero científicamente sólido, de Japón encontró que trotar 30 minutos, solo dos o tres veces por semana durante 12 semanas, mejoraron la función ejecutiva.

• Haga también una actividad de habilidad: escalada, yoga, karate, pilates, gimnasia, patinaje artístico. Las actividades complejas fortalecen y expanden las redes del cerebro. Cuanto más complejos son los movimientos, más complejas son las conexiones sinápticas. Bonificación: estas redes nuevas y más fuertes se reclutan para ayudarlo a pensar y aprender.

• Mejor aún, haz un actividad que combina la actividad aeróbica con una actividad de habilidad. El tenis es un buen ejemplo: grava tanto el sistema cardiovascular como el cerebro.

• Practique una actividad de habilidad en la que esté emparejado con otra persona: aprender a bailar tango o vals, por ejemplo, o vallar. Está aprendiendo un nuevo movimiento y también tiene que adaptarse a los movimientos de su pareja, lo que exige más atención y juicio. Esto aumenta exponencialmente la complejidad de la actividad, que refuerza la infraestructura del cerebro. Agregue el aspecto divertido y social de la actividad, y está activando el cerebro y los músculos en todo el sistema.

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Extraído de Chispa - chispearpor JOHN J. RATEY, M.D.y Eric Hagerman. Copyright © 2008 por John J. Ratey, M.D. Reimpreso con permiso de Little, Brown and Company, Nueva York, N.Y. Todos los derechos reservados.

Actualizado el 19 de junio de 2019