L’attività aerobica migliora le prestazioni cognitive?

In letteratura diversi studi suggeriscono che l’esercizio motorio aerobico possa avere un impatto positivo sulle funzioni cognitive, tra cui le funzioni esecutive, la velocità dell’elaborazione delle informazioni e le abilità visuospaziali. Recentemente sono stati condotti diversi studi che hanno esaminato l’effetto dell’esercizio fisico sulle strutture cerebrali, suggerendo che la pratica motoria possa portare a un cambiamento della struttura e funzionalità cerebrale.

Il ricercatore Lars Jonasson e collaboratori si sono chiesti se l’attività fisica aerobica possa avere un impatto su determinate regioni cerebrali che vengono definite frontali, data la loro collocazione nella parte anteriore del nostro encefalo. Le regioni considerate sono in particolare:

  • Corteccia prefrontale dorsolaterale, coinvolta nella manipolazione e selezione delle informazioni in compiti di memoria di lavoro;
  • Corteccia prefrontale ventrolaterale, la cui attività è associata al mantenimento delle informazioni in memoria di lavoro;
  • Corteccia cingolata anteriore, coinvolta nei processi di monitoraggio delle operazioni cognitive.

I ricercatori hanno indagato se un intervento mirato di attività fisica aerobica potesse migliorare la prestazione ai compiti cognitivi e se fosse in grado di modificare lo spessore o il volume delle tre regioni cerebrali viste sopra, che svolgono un ruolo chiave in molte funzioni cognitive indispensabili nella vita quotidiana.

Gli autori dello studio, dal titolo “Aerobic exercise intervention, cognitive performance, and brain structure: results from the physical influences on brain in aging (PHIBRA) study.”, pubblicato nel 2017 sulla rivista Frontiers in Aging Neuroscience, erano in particolare interessati alla presenza di tali cambiamenti cognitivi e strutturali nella popolazione di adulti di età avanzata. A tale scopo hanno coinvolto 60 partecipanti di età compresa tra i 64 e 78 anni.

Una volta reclutati i volontari, sono stati sottoposti sia ad alcuni test cognitivi, sia a misurazioni del livello di fitness aerobico e della composizione corporea. Tra le funzioni cognitive esaminate, prima e dopo lo studio, ci sono la memoria episodica, la velocità di elaborazione delle informazioni, le funzioni esecutive, l’aggiornamento della memoria di lavoro, la capacità di ragionamento e le abilità visuospaziali.

Gli autori hanno anche raccolto informazioni sulle attività quotidiane, sulle abitudini legate al sonno, sulla motivazione, sulla percezione soggettiva delle abilità di memoria e sul benessere percepito dei volontari.

Sono stati inoltre coinvolti nell’esame del volume dell’ippocampo e dello spessore corticale, tramite risonanza magnetica cerebrale.

Una parte dei soggetti, appartenenti al gruppo sperimentale, partecipava ad un allenamento aerobico come verrà spiegato tra poco, mentre la rimanente parte dei volontari, ovvero il gruppo di controllo, era stata solo coinvolta in semplici attività di equilibrio e tonificazione, che non avevano come principale obiettivo quello di migliorare la potenza aerobica. L’allenamento di tipo aerobico consisteva in attività quali camminata o corsa lungo una pista di atletica, ciclismo usando attrezzi stazionari oppure esercizi sull’ellittica. Lo scopo di queste attività era aumentare il picco di VO2, inteso come il massimo volume di ossigeno consumato per minuto, in millilitri, per chilogrammo di peso corporeo. Questo parametro è associato al livello aerobico e cardiorespiratorio ed è più elevato in coloro che praticano abitualmente attività sportiva. Le sessioni di allenamento erano della durata di 30-60 minuti ciascuna e si svolgevano con la frequenza di 3 volte a settimana per un periodo di 6 mesi. Durante le attività, il battito cardiaco era monitorato continuamente, con l’obiettivo di aumentarlo progressivamente, fino all’80% della massima frequenza.

Dopo i sei mesi di allenamento aerobico, il gruppo sperimentale è stato messo a confronto con il gruppo di controllo per verificare se ci fossero delle differenze significative per quanto riguarda le capacità cognitive, modificazioni del volume dell’ippocampo e dello spessore della corteccia cerebrale. Eventuali differenze potrebbero infatti essere attribuite alla condizione sperimentale, ovvero l’allenamento aerobico per il gruppo coinvolto.

Dal punto di vista delle funzioni cognitive, c’è stato un miglioramento, grazie all’allenamento, di diverse abilità, tra cui la velocità di elaborazione delle informazioni, le funzioni esecutive, l’aggiornamento della memoria di lavoro e abilità visuospaziali. È stato tuttavia osservato anche un miglioramento della velocità di elaborazione delle informazioni e delle funzioni esecutive anche nel gruppo di controllo, che era stato coinvolto solo in attività che intendevano promuovere la forza muscolare e l’equilibrio. Le altre capacità cognitive non hanno invece subito un miglioramento, in questo gruppo.

Non è stato riscontrato un aumento dello spessore corticale delle tre regioni indagate. Tuttavia, esaminando i dati della forma fisica prima dei sei mesi di allenamento, è stato osservato che questa risultava correlata allo spessore della corteccia prefrontale dorsolaterale. Gli autori ipotizzano che il miglioramento nei compiti cognitivi, nonostante la mancanza di aumento dello spessore corticale, possa essere dovuta a un cambiamento della risposta cardiovascolare o ad una maggiore connettività cerebrale, dopo il periodo di allenamento.

L’aumento del volume dell’ippocampo, nel gruppo sperimentale, è stato associato alla pratica dell’allenamento aerobico per i sei mesi. Altri studi hanno riportato un’associazione tra attività fisica e aumento del volume di questa struttura, che svolge un importante ruolo per la memoria, proponendo che tale cambiamento fosse dovuto a processo di rigenerazione dei neuroni e a processi di angiogenesi.

Già in due articoli inseriti nella sezione “Promozione Invecchiamento Attivo” viene sottolineata l’importanza dell’integrazione tra aspetti motori e cognitivi nel migliorare la qualità di vita dei soggetti. Gli articoli “Allenare mente e corpo con i videogame” e “Potenziare le funzioni esecutive è possibile!” descrivono infatti due studi condotti con l’obiettivo di promuovere abilità quali attenzione, velocità di elaborazione delle informazioni e funzioni esecutive. Tuttavia, a differenza dei due studi menzionati, nella ricerca qui descritta, gli autori hanno potuto indagare anche i cambiamenti strutturali e funzionali che hanno accompagnato il miglioramento nei compiti cognitivi, dopo il periodo di allenamento aerobico.

Lo studio che abbiamo visto supporta l’ipotesi che l’attività fisica, oltre ad avere dei benefici dal punto di vista medico, possa migliorare anche diversi processi cognitivi che subiscono spesso un rapido declino con l’età avanzata. Una maggiore conoscenza sul cambiamento dei processi cerebrali dovuti alla pratica dell’attività fisica prolungata potrebbe contribuire alla promozione della pratica dell’attività sportiva aerobica nell’invecchiamento.

Nel video qui sopra vengono riassunti i principali risultati dello studio.

Riferimento bibliografico:

Jonasson, L. S., Nyberg, L., Kramer, A. F., Lundquist, A., Riklund, K., & Boraxbekk, C. J. (2017). Aerobic exercise intervention, cognitive performance, and brain structure: results from the physical influences on brain in aging (PHIBRA) study. Frontiers in aging neuroscience, 8, 336.