Chi si allena per una maratona sa che i singoli episodi di allenamento si sommano nel tempo per ottenere un grande miglioramento della forma fisica.

Quindi, non dovrebbe sorprendere che anche i benefici cognitivi derivanti dagli allenamenti si accumulino per ottenere guadagni cognitivi a lungo termine. Eppure, fino ad ora, c'era stata poca ricerca per descrivere e supportare la neurobiologia sottostante.

In un nuovo lavoro sugli effetti dell'attività fisica sul cervello, presentato questa settimana alla conferenza Cognitive Neuroscience Society (CNS) di San Francisco, i ricercatori hanno scoperto che i cambiamenti che si verificano nel cervello dopo un singolo allenamento sono predittivi di ciò che accade con un allenamento fisico prolungato nel tempo.

"Esiste un legame forte e diretto tra l'attività fisica e il funzionamento del cervello", afferma Wendy Suzuki della New York University (NYU), che presiede un simposio sul tema al CNS. "Le persone continuano a non collegare la salute fisica al cervello e alla salute cognitiva; pensano a entrare nel bikini o a perdere l'ultimo chilo, ma non a tutti i sistemi cerebrali che stanno migliorando e enfatizzando ogni volta che si allenano".

Ma come esce nuova ricerca che dimostra come tipi, quantità e intensità diversi dell'attività fisica migliorano la funzione cerebrale, i neuroscienziati cognitivi sperano di vedere un cambiamento nel modo in cui il pubblico generale vede l'esercizio: dagli effetti dell'allenamento a lungo termine al portare gli effetti positivi dell'attività fisica alle comunità socio-economicamente svantaggiate.

Il nuovo studio (che mostra che gli effetti cognitivi immediati degli esercizi rispecchiano quelli a lungo termine) è il primo del suo genere, poiché gli effetti a breve e a lungo termine sono esaminati di solito in diversi studi, dice Michelle Voss dell'Università dello Iowa, che ha diretto lo studio.

Le scoperte iniziali del suo gruppo sono buone notizie per il campo delle neuroscienze cognitive, in quanto suggeriscono che i cambiamenti del cervello visti dopo un singolo studio di allenamento possono essere un biomarcatore ordinario per l'allenamento a lungo termine.

I partecipanti allo studio sono stati sottoposti a scansioni cerebrali di fMRI e a test di memoria di lavoro prima e dopo singole sessioni di esercizio di intensità leggera e moderata e dopo un programma di allenamento di 12 settimane. I ricercatori hanno scoperto che coloro che hanno avuto i miglioramenti più grandi nella cognizione e nella connettività funzionale del cervello dopo singole sessioni di attività fisica a intensità moderata hanno anche mostrato i maggiori guadagni a lungo termine della cognizione e della connettività.

Lo studio utilizzava biciclette reclinate con pedali motorizzati, che consentono ai partecipanti di applicare la propria forza per girare i pedali o lasciare che i pedali facessero il lavoro. "Questa funzione ci ha permesso di mantenere costante la velocità del pedale mentre cambiava solo la frequenza cardiaca tra le condizioni di attività a intensità leggera o moderata", afferma la Voss. "Questo è nuovo per i paradigmi degli esercizi acuti, che spesso usano la seduta come condizione di controllo".

La Voss attende le repliche di questo primo studio su campioni più grandi. Il suo laboratorio sta attualmente reclutando partecipanti per uno studio simile che includerà 6 mesi di allenamento invece di 3 mesi, per dare ai partecipanti più tempo per migliorare la forma cardiorespiratoria. Ma nel frattempo, dice: "Pensa a come l'attività fisica può aiutare la tua cognizione oggi e vedi cosa funziona. Giorno dopo giorno, i benefici dell'attività fisica possono aumentare".

Michelle Carlson della Johns Hopkins University sta lavorando per portare questo messaggio alle comunità socio-economicamente svantaggiate attraverso un nuovo programma chiamato Experience Corps Program, che integra l'attività fisica nel volontariato settimanale degli anziani che guidano i bambini nelle scuole elementari locali. "Dobbiamo affrontare barriere socioeconomiche come il costo e l'accessibilità per motivare gli anziani a intraprendere comportamenti salutari regolari", afferma la Carlson. "E molte persone non riconoscono il potere dell'attività fisica per il nostro cervello".

Numerosi studi dell'Experience Corps Program hanno rilevato che il cammino regolare e altra attività fisica generata dall'esperienza di volontariato portano a un miglioramento della memoria e di altre funzioni cognitive, nonché modifiche alla corteccia prefrontale che rispecchiano quelle osservate dopo 6 mesi di esercizio negli anziani a rischio cognitivo. "Queste e altre scoperte del mio laboratorio e di altri hanno contribuito a far capire che puntare sullo stile di vita con attività a bassa intensità è sempre più riconosciuto come un intervento importante e scalabile per promuovere qualsiasi attività fisica", afferma.

Il suo team ha anche sviluppato un gioco 3D per simulare l'attività del mondo reale, sia per la cognizione che per la mobilità. La Carlson presenterà nuovi dati alla riunione del CNS su 14 partecipanti che hanno completato un intervento di 5 settimane con il gioco. "Ciò che è bello è che la maggior parte dei partecipanti, indipendentemente dai limiti cognitivi e fisici di base, apprende e migliora costantemente a ogni sessione", afferma. "Vogliamo aiutare un ampio segmento della popolazione anziana sedentaria, o incapace di sfruttare le opportunità di volontariato, fornendo occasioni per aumentare l'attività fisica significativa".

La Suzuki ha sperimentato in prima persona il potere di trasformazione dell'esercizio sul cervello. Quando si allena per perdere peso, nota che la sua memoria migliora nel tempo. Era così affascinata dal legame tra attività fisica e funzione cerebrale che ha trasformato completamente il suo laboratorio, passando dallo studio dell'ippocampo nei primati non umani a quello esclusivo su cognizione ed esercizio umano. "Mi sono dedicata completamente", dice.

Ci sono molte domande alle quali i neuroscienziati cognitivi possono aiutare a rispondere, da quanto e quali tipi di esercizio sono ottimali per la salute del cervello, a come tradurre risultati da popolazioni giovani e sane a quelle più vecchie e a rischio. La Suzuki spera di vedere nei prossimi anni tecniche migliori di neuroscansione che catturino meglio ciò che accade nel cervello durante e dopo l'esercizio.