Il cervello dei corridori può sviluppare una maggiore connettività

Fonte: Andrea Danti / Shutterstock

La corsa di resistenza può alterare la struttura e la connettività funzionale del cervello in modo simile a svolgere compiti complessi come suonare uno strumento musicale, secondo un nuovo studio dell'Università dell'Arizona (UA). I risultati sono stati pubblicati ieri sulla rivista Frontiers in Human Neuroscience.

Questo studio innovativo ha utilizzato la risonanza magnetica (fcMRI) della connettività funzionale avanzata per individuare diversi modi in cui i cervelli dei corridori di resistenza mostrano una connettività funzionale a riposo diversa rispetto alle loro controparti più sedentarie.

Per questo studio, David Raichlen, un esperto in esecuzione e professore associato di antropologia presso UA, ha collaborato con il professore di psicologia e neuroscienze Gene Alexander, che studia l'invecchiamento cerebrale e il morbo di Alzheimer.

I ricercatori della UA hanno confrontato le scansioni cerebrali di giovani adulti (di età compresa tra i 18 e i 25 anni) che attraversavano i corridori per i giovani adulti che non si erano impegnati in attività fisica moderata-intensa (MVPA) da oltre un anno.

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Su tutta la linea, i corridori hanno mostrato una maggiore connettività funzionale tra regioni cerebrali distinte, tra cui la corteccia prefrontale (PFC), che è coinvolta in funzioni cognitive avanzate come la pianificazione, il processo decisionale e la capacità di spostare l'attenzione tra varie attività.

Studi precedenti hanno dimostrato che le attività che richiedono un controllo motorio perfezionato, come suonare uno strumento musicale o livelli più alti di coordinazione occhio-mano, come giocare a golf, possono alterare la struttura e la funzione del cervello. Tuttavia, fino ad ora, pochi studi hanno studiato l'impatto di attività aerobiche ripetitive, come la corsa, la struttura del cervello e la connettività.

Le scoperte di Raichlen e Alexander suggeriscono che sia le attività motorie complesse messe a punto che la corsa di resistenza possono promuovere cambiamenti cerebrali simili. In una dichiarazione a UA, Raichlen ha detto: "Queste attività che le persone considerano ripetitive in realtà coinvolgono molte funzioni cognitive complesse – come la pianificazione e il processo decisionale – che possono avere effetti sul cervello".

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Più in particolare, i ricercatori hanno scoperto che la corsa di resistenza sembra coinvolgere più azioni cognitive, tra cui il multitasking, la pianificazione, l'inibizione, il monitoraggio e la commutazione attenta. Per questo studio, i ricercatori hanno esaminato la connettività in tre reti a stato di riposo che collegano tali funzioni esecutive con il controllo del motore: la rete in modalità predefinita (DMN), la rete fronte-paritaria (FPN) e la rete motoria (MN).

Per tutti i partecipanti al gruppo in esecuzione, c'erano significative associazioni tra connettività cerebrale, attività fisica autorappresentata e stime della capacità aerobica massima. Questo suggerisce una relazione dose-risposta tra l'impegno nella corsa di resistenza e la forza della connettività cerebrale.

La connettività funzionale spesso diminuisce con l'età. Il deterioramento della connettività funzionale è più pronunciato in quelli con Alzheimer o altre malattie neurodegenerative. Qualsiasi intuizione che i ricercatori ottengono su scelte di stile di vita che ottimizzano la connettività funzionale studiando il cervello di giovani adulti sani potrebbe avere vaste implicazioni per potenziali interventi che mirano al declino cognitivo legato all'età. Alexander ha detto in una dichiarazione,

"Una delle domande chiave che questi risultati sollevano è se ciò che stiamo vedendo nei giovani adulti, in termini di differenze di connettività, dia qualche beneficio più tardi nella vita. Le aree del cervello in cui abbiamo visto più connettività nei corridori sono anche le aree che sono interessate dall'invecchiamento, quindi solleva davvero la questione se essere attivi da giovani potrebbe essere potenzialmente vantaggioso e forse offrire una certa capacità di recupero dagli effetti del invecchiamento e malattia. "

La formazione musicale promuove i cambiamenti del cervello che migliorano la funzione esecutiva

Questa immagine mostra l'imaging MRI funzionale durante il cambio di attività mentale: i pannelli A e B mostrano l'attivazione cerebrale in bambini con preparazione musicale e non allenati, rispettivamente. Il pannello C mostra le aree cerebrali che sono più attive in ambito musicale rispetto ai bambini non addestrati musicalmente.

Fonte: Laboratori di Neuroscienze Cognitive, Boston Children's Hospital, usato con permesso

Il complesso compito di suonare uno strumento musicale richiede un controllo motorio e una cognizione ben regolati. Uno studio del 2014 del Boston Children's Hospital ha rilevato un possibile legame cerebrale tra la formazione musicale e il miglioramento del funzionamento esecutivo sia nei bambini che negli adulti. (Le funzioni esecutive sono i processi cognitivi di alto livello che ci consentono di elaborare e conservare rapidamente le informazioni, regolare i nostri comportamenti, fare buone scelte, risolvere problemi, pianificare e adattarsi alle mutevoli richieste mentali, ecc.)

Questo è stato uno dei primi studi per esaminare come i cambiamenti del cervello innescati dalle funzioni esecutive sull'addestramento musicale. In un comunicato stampa, la ricercatrice senior Nadine Gaab, dei Laboratori di Neuroscienze Cognitive di Boston, ha dichiarato:

"Dal momento che il funzionamento esecutivo è un forte predittore dei risultati accademici, ancor più del QI, pensiamo che le nostre scoperte abbiano forti implicazioni educative. Mentre molte scuole stanno tagliando i programmi musicali e dedicano sempre più tempo alla preparazione dei test, i nostri risultati suggeriscono che la formazione musicale potrebbe effettivamente aiutare a creare figli per un futuro accademico migliore. "

Un altro studio del 2014 dell'University of Vermont (UVM) ha scoperto che l'allenamento musicale potrebbe aiutare i bambini a focalizzare la loro attenzione, controllare le loro emozioni e diminuire la loro ansia accumulando la materia grigia della corteccia cerebrale. Usando l'imaging cerebrale MRI, i ricercatori hanno scoperto che l'allenamento musicale alterava una varietà di aree cerebrali.

È interessante notare che anche i cambiamenti nella struttura del cervello interessano le aree del cervello che regolano il comportamento. I ricercatori hanno scoperto che lo sfondo musicale di un bambino sembra correlare con lo spessore corticale nelle aree del cervello che svolgono un ruolo fondamentale nel controllo inibitorio, così come gli aspetti dell'elaborazione emotiva.

Quando i bambini invecchiano, la corteccia cerebrale cambia tipicamente di spessore. Dopo aver analizzato i dati di neuroimaging, i ricercatori dell'UVM hanno concluso che l'ispessimento o l'assottigliamento in aree specifiche della corteccia erano correlati con l'insorgenza di ansia, depressione, problemi di attenzione, aggressività e problemi di controllo del comportamento.

Corridori e musicisti Display Enhanced Brain Connectivity

L'ultimo studio dell'Università dell'Arizona conclude che simili cambiamenti cerebrali si ottengono grazie alle precise e precise capacità motorie associate alla riproduzione di uno strumento musicale e all'azione apparentemente ripetitiva di comportamenti motori aerobici sostenuti, come la corsa di resistenza.

Gli studi futuri si concentreranno sull'individuazione di come la neuroplasticità indotta dall'esercizio fisico o da allenamento musicale nei giovani adulti possa migliorare le funzioni cognitive a breve ea lungo termine. L'attività fisica regolare e l'allenamento musicale sembrano condividere la capacità di promuovere una maggiore connettività cerebrale e una migliore funzione cognitiva nel corso della vita umana. Restate sintonizzati per una ricerca più all'avanguardia su questo argomento entusiasmante!