Examinar el efecto del aumento del ejercicio aeróbico en adultos moderadamente en forma sobre el estado psicológico y la función cognitiva
Feb 23, 2024
El ejercicio físico regular puede disminuir el riesgo de obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares, aumentar la esperanza de vida y promover la salud psicológica y el funcionamiento neurocognitivo. Los estudios transversales muestran que el nivel de aptitud cardiorrespiratoria (VO2 máx.) se asocia con una mejor salud cerebral, incluido un mejor estado de ánimo y un mayor rendimiento cognitivo. Los estudios intervencionistas son consistentes con estos estudios transversales, pero la mayoría se han centrado en poblaciones con baja condición física. Pocos estudios de este tipo han preguntado si aumentar los niveles de actividad física en personas moderadamente en forma puede mejorar significativamente el estado de ánimo, la motivación y la cognición. Por lo tanto, el presente estudio investigó los efectos del aumento del ejercicio aeróbico en individuos con una condición física moderada sobre el estado psicológico y el rendimiento cognitivo. Asignamos aleatoriamente a adultos sanos moderadamente en forma, de 25 a 59 años de edad, que realizaban una o dos sesiones de ejercicio aeróbico por semana para mantener su régimen de ejercicio (n = 41) o aumentar su régimen de ejercicio (es decir, 4 a 7 entrenamientos aeróbicos por semana;n = 39) por una duración de 3 meses. Tanto antes como después de la intervención se evaluó la capacidad aeróbica mediante un test de aptitud cardiorrespiratoria modificada y el funcionamiento del hipocampo.a través devarias evaluaciones neuropsicológicas que incluyen una tarea de navegación espacial y la tarea de similitud mnemotécnica, así como medidas autoinformadas que incluyen la escala de afecto positivo y negativo, el inventario de ansiedad de Beck, el inventario de ansiedad estado-rasgo, la escala de estrés percibido, la escala de rumiación, el examen de trastornos alimentarios, la alimentación. Test de Actitudes, Test de Actitudes Corporales y Cuestionario de Regulación Conductual del Ejercicio. De acuerdo con nuestras hipótesis de trabajo iniciales, encontramos que aumentar el ejercicio disminuyó significativamente las medidas de afecto negativo, incluidos el miedo, la tristeza, la culpa y la hostilidad, así como una mejor imagen corporal. Además, encontramos que el número total de entrenamientos se asoció significativamente con mejores habilidades de navegación espacial e imagen corporal, así como con una reducción de la ansiedad, el afecto negativo general, el miedo, la tristeza, la hostilidad, la cavilación y los trastornos alimentarios. Además, los aumentos en los niveles de condición física se asociaron significativamente con una mejor memoria episódica y motivación para el ejercicio, así como con una disminución del estrés y los trastornos alimentarios. Nuestros hallazgos son algunos de los primeros en indicar que en adultos de mediana edad con condición física moderada, continuar aumentando los niveles de ejercicio en un régimen de acondicionamiento físico ya en curso se asocia con beneficios adicionales para la salud psicológica y cognitiva.
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Palabras clave: actividad física, aptitud cardiopulmonar, aprendizaje espacial y memoria, memoria episódica, estado de ánimo, estado afectivo, imagen corporal.
INTRODUCCIÓN
Mantener un régimen de ejercicio regular es un comportamiento de salud importante para controlar el peso, fortalecer músculos y huesos, aumentar la flexibilidad, disminuir el riesgo de diabetes, obesidad, enfermedades cardíacas, artritis y cáncer, y aumentar la esperanza de vida (Penedo y Dahn, 2005; Wen et al., 2011). Además, el ejercicio ayuda a la salud psicológica y neurológica, mejorando el estado afectivo y el funcionamiento cognitivo, además de retrasar la aparición de atrofia cerebral y trastornos neurodegenerativos (Hillman et al., 2008; Hearing et al., 2016). Es importante destacar que las personas que permanecen más activas físicamente durante la edad adulta tienen un menor riesgo de deterioro cognitivo, deterioro cognitivo leve, demencia o enfermedad de Alzheimer durante el proceso de envejecimiento (Yaffe et al., 2001; Abbott et al., 2004; van Gelder et al. ., 2004; Weuve et al., 2004; Taaffe et al., 2008; Hamer y Chida, 2009; Geda et al., 2010; Kirk-Sanchez y McGough, 2014; Hörder et al., 2018). Este efecto parece seguir una curva dosis-respuesta, donde aquellos individuos que se ejercitan a los niveles más altos muestran el mayor efecto neuroprotector (Yaffe et al., 2001; van Gelder et al., 2004; Hamer y Chida, 2009; Erickson et al. , 2010). Sin embargo, el Informe del Comité Asesor de Directrices de Actividad Física de 2018 indica que "no hay evidencia suficiente disponible para determinar si existe una relación dosis-respuesta entre la actividad física y la cognición debido a hallazgos contradictorios entre las poblaciones, los resultados cognitivos y los enfoques experimentales", lo que indica que esta es un área importante de investigación (Piercy et al., 2018). En la literatura humana, los efectos más destacados del ejercicio tanto agudo como crónico se han demostrado en el estado de ánimo y las funciones ejecutivas dependientes de la corteza prefrontal, como la atención, la memoria de trabajo, la flexibilidad cognitiva y el control inhibitorio (Chang et al., 2012; Basso y Suzuki, 2017; Loprinzi et al., 2021). Hallazgos recientes también han mostrado evidencia de mejoras inducidas por el ejercicio en la función dependiente del hipocampo, incluida la memoria de alta interferencia (Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017; Suwabe et al., 2017a; Bernstein y McNally, 2019) y memoria de reconocimiento (Whiteman et al., 2014).
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De acuerdo con estos hallazgos, los efectos primarios del ejercicio en la literatura sobre roedores han mostrado efectos significativos en el hipocampo, incluidos cambios estructurales como neurogénesis, sinaptogénesis, gliogénesis y un mayor crecimiento volumétrico que conduce a cambios fisiológicos que resultan en umbrales de excitación más bajos para este. sistema (Pereira et al., 2007; Voss et al., 2013, 2019). Además, los estudios transversales de neuroimagen en humanos indican que la aptitud cardiorrespiratoria (VO2 máx) se asocia con mayores volúmenes cerebrales del hipocampo (Erickson et al., 2009) y conectividad funcional en la red del modo predeterminado durante el análisis del estado de reposo, específicamente en áreas incluyendo la circunvolución parahipocámpica y la circunvolución temporal media (Voss et al., 2010). A nivel conductual, estudios transversales en humanos han encontrado una asociación entre la actividad física y una mayor función dependiente del hipocampo (Cox et al., 2016; Gaertner et al., 2018); sin embargo, se ha hecho poco utilizando un enfoque intervencionista para examinar los efectos del ejercicio a largo plazo en las conductas del hipocampo, incluidas las funciones del hipocampo posterior (p. ej., aprendizaje espacial y memoria) y anterior (p. ej., conductas emocionales y motivacionales). La mayoría de los estudios que examinan los efectos del ejercicio prolongado en la salud del cerebro se han realizado en niños o en poblaciones de edad avanzada con baja condición física. Pocos estudios han examinado los efectos del ejercicio sobre el estado psicológico y la salud cognitiva en adultos sanos y en forma moderada (pero consulte Chen et al., 2019; Quinlan et al., 2021). Además, muchos estudios longitudinales sobre ejercicios que examinan el funcionamiento cognitivo no siempre se centran en aumentar los niveles de aptitud cardiorrespiratoria (VO2 máx.) (Smiley Oyen et al., 2008; Ruscheweyh et al., 2011). Elegimos esta población porque planteamos la hipótesis de que los adultos jóvenes y de mediana edad tendrán las capacidades físicas para hacer ejercicio a intensidades que aumentarán el VO2 máximo y que el ejercicio puede seguir teniendo beneficios cerebrales en personas cuya salud y plasticidad cerebral aún se encuentran en niveles elevados; es decir, antes de la aparición del envejecimiento y la neurodegeneración. Además, planteamos la hipótesis de que esta población con un régimen de ejercicios ya en curso estaría particularmente motivada para aumentar su actividad física semanal, adhiriéndose así a la intervención experimental. Para abordar nuestras hipótesis, colaboramos con un centro de ejercicio establecido que ofrecía clases de ciclismo presenciales para garantizar que todos los participantes realizaran una experiencia de ejercicio aeróbico cuantificable e idéntica (tanto en términos de modalidad como de duración).
Asignamos aleatoriamente a adultos sanos, de 25 a 59 años de edad, que actualmente realizaban una o dos sesiones de ejercicio aeróbico por semana para mantener su régimen de ejercicio (es decir, una o dos sesiones de ciclismo en interiores por semana) o aumentar su régimen de ejercicio. es decir, de 4 a 7 sesiones de ciclismo indoor por semana) durante 3 meses. Antes y después de la intervención se evaluó la capacidad aeróbica.a través deuna prueba de aptitud cardiorrespiratoria modificada, funcionamiento cognitivoa través deuna batería de evaluaciones neurocognitivas (es decir, tarea Stroop; tarea Eriksen Flanker; tarea N-Back; tarea de navegación espacial; tarea de similitud mnemotécnica) y estado psicológicoa través deuna serie de cuestionarios autoinformados. Nos centramos en el estado afectivo, la motivación para hacer ejercicio, las actitudes alimentarias y la imagen corporal, ya que estos procesos psicológicos se han asociado con conductas de salud adaptativas. Nuestra hipótesis es que los participantes que aumentaron su régimen de ejercicio mostrarían mejoras psicológicas y cognitivas significativas con respecto a aquellos que mantuvieron su régimen de ejercicio y que estos cambios serían predichos por aumentos en la aptitud cardiorrespiratoria. Además, planteamos la hipótesis de que habría una relación significativa entre el régimen de entrenamiento y los cambios psicológicos y cognitivos, de modo que aquellos que realizaran más sesiones de ejercicio o ganaran más en términos de condición física en el transcurso de 3 meses mostrarían los mayores beneficios. .
MÉTODOS
Participantes
Un total den = 130 participantes fueron reclutados en Austin, TX, a través de anuncios en línea y folletos. Todos los participantes eran hombres y mujeres sanos de entre 25 y 59 años de edad, con el inglés como idioma principal y que tenían un régimen de ejercicio moderado y regular (definido como hacer ejercicio una o dos veces por semana durante 20 minutos o más durante los últimos 3 meses). Los participantes fueron excluidos si actualmente fumaban, tenían problemas de espalda, cadera o rodilla u otras condiciones de salud preexistentes que dificultaban o hacían inseguro el ejercicio. Se excluyó a los fumadores porque fumar es un factor de riesgo independiente para una variedad de enfermedades crónicas y fumar puede afectar el funcionamiento cardiorrespiratorio, haciendo que el ejercicio sea difícil o incómodo (Johannsen et al., 2014). Los participantes también fueron excluidos si tenían un diagnóstico actual o tomaban medicamentos para afecciones psiquiátricas o neurológicas, como ansiedad, depresión, trastorno bipolar, esquizofrenia o epilepsia. Previo a la participación, todos los participantes dieron su consentimiento informado. Toda la documentación del estudio y los métodos de recopilación de datos fueron aprobados por y de conformidad con el Comité de Actividades con Seres Humanos de la Universidad de Nueva York. Para el análisis final, los participantes fueron excluidos si no completaban 12 o más entrenamientos en total (es decir, al menos uno por semana). El análisis final se realizó sobre un total den = 80 participantes; sin embargo, algunos análisis incluyen menos den = 80 debido a que faltan datos. Observamos en los resultados que este es el caso.
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Procedimientos Generales
Todos los participantes participaron en 3 meses de una experiencia físicamente activa. Los participantes fueron asignados aleatoriamente a mantener su régimen de ejercicio actual (grupo de control) o aumentar su régimen de ejercicio a 4 a 7 clases por semana (grupo experimental). A los participantes de control se les asignó una o dos clases según su régimen de ejercicio anterior, que fue evaluadoa través deun cuestionario de detección autoinformado. En el cuestionario de selección, se preguntó a los participantes durante los últimos 3 meses si el ejercicio era una parte rutinaria de su vida, cuántos días a la semana hacían ejercicio y el nivel de intensidad de estos entrenamientos. También se les pidió que escribieran una descripción cualitativa de sus hábitos de entrenamiento. Con base en esta información, así como en llamadas telefónicas de seguimiento, si fuera necesario, el personal de investigación determinó si los participantes eran moderadamente activos. El nivel de condición física se cuantificó posteriormente en pruebas de condición física. Se animó a los participantes experimentales a realizar un mínimo de cuatro sesiones por semana, pero podían aumentar su régimen de ejercicio a siete por semana. Todas las sesiones de ejercicio se llevaron a cabo en RIDE Indoor Cycling1 en Austin, TX. Todas las clases fueron clases de ciclismo con una duración de 45 minutos. Los participantes recibieron un Mio FUSE2, un monitor de frecuencia cardíaca en la muñeca, para que lo usaran durante todas las sesiones de ejercicio. Se capturó la frecuencia cardíaca (FC) para cada sesión de ejercicio a lo largo de los 3 meses, y los participantes registraron manualmente su FC promedio para cada sesión de ejercicio utilizando MyFitnessPal. Los participantes informaron sobre otras sesiones de ejercicio que ocurrieron fuera de RIDE. Antes y después del período de 3-meses, los participantes completaron una prueba de aptitud cardiorrespiratoria modificada, así como una serie de tareas neuropsicológicas y métricas autoinformadas.
Pruebas de aptitud
Tanto al principio como al final de la intervención, se utilizó una prueba de ciclismo submáxima para evaluar la aptitud aeróbica de cada participante. Los participantes colocaron un monitor de frecuencia cardíaca (Polar) alrededor de su pecho y montaron en una bicicleta estática. Debido a la naturaleza remota del estudio, todas las evaluaciones de aptitud física se realizarona través devideoconferencia (Skype) y acceso remoto al ordenador. Durante la evaluación de la condición física, se pidió a los participantes que mantuvieran una cadencia de ciclismo de 50 rotaciones por minuto (RPM). Los primeros 2 minutos de la evaluación de condición física fueron un período de calentamiento, sin resistencia adicional en la bicicleta estática. Después del calentamiento, la resistencia se incrementó en 6 vatios (equivalente a 0.12 kp o 36 kg/min) cada minuto, registrándose el RPE y la frecuencia cardíaca al final de cada minuto. Además, se conectó RacerMate a la bicicleta estática y se registró la velocidad [tanto millas por hora (mph) como RPM], vatios y gasto calórico. El esfuerzo percibido también se controló cada minuto de la prueba utilizando la Escala de Clasificación de Esfuerzo Percibido (RPE) de Borg. La prueba continuó hasta que se registraron al menos 3 FC entre 110 lpm y el 80 % de la FC máxima prevista para la edad [206 − (0,67 × edad)]. La prueba finalizó cuando el participante solicitó detenerse, no pudo mantener una RPM de 50 o alcanzó o superó el 80% de su FC máxima prevista para su edad. Después de la evaluación de la condición física, a los participantes se les dio un período de enfriamiento de 2-minutos. Luego se estimó la capacidad aeróbica máxima extrapolando la respuesta de la FC a cada carga de trabajo a una FC máxima prevista para la edad.
Cálculos
La prueba de aptitud física fue diseñada para medir varias (al menos tres) cargas de trabajo y respuestas de FC entre 110 BPM y aproximadamente el 80% de la FC máxima prevista para la edad, también descrita en la sección de Pautas para pruebas y prescripción de ejercicio del Colegio Americano de Medicina Deportiva sobre sub- Pruebas de aptitud cardiorrespiratoria máxima utilizando cicloergómetros. La FC se midió en latidos por minuto y las cargas de trabajo se registraron en kg/min. La correlación de estos valores se determinó mediante la siguiente ecuación: P(x − x)(y − y) ÷ q P (x − x) 2 P (y − y) 2, donde los valores de x son cargas de trabajo y los valores de y son recursos humanos. Luego, este valor se multiplicó por el cociente de las desviaciones estándar para cada conjunto de puntos (es decir,( q P (x − x) 2 ÷ (n − 1)) ÷ ( q P (y − y) 2 ÷ (n − 1)) para calcular la pendiente de una línea de mejor ajuste. Luego, la intersección de la línea de mejor ajuste se calculó de la siguiente manera:x − (pendiente calculada× y). Por lo tanto, con una ecuación que describe mejor la respuesta de la FC a la carga de trabajo, se calculó la carga de trabajo que se espera que provoque la FC máxima prevista para la edad.(pendiente calculada× FC máxima prevista para la edad) + intercepto calculado]. Para estimar el costo metabólico de esta carga de trabajo máxima prevista, se utilizó la ecuación de Prescripción y Pruebas de Ejercicio del Colegio Americano de Medicina Deportiva para el gasto de energía (ml/kg/min O2) durante el ciclismo de piernas:Componente de reposo (3.5) + Componente horizontal (3.5) + ((1.8× carga de trabajo máxima calculada)÷ masa corporal (kg). Este es un procedimiento estándar utilizado cuando se realizan pruebas de ejercicio submáximo (un ejemplo notable sería la prueba submáxima en cicloergómetro YMCA; Fitchett, 1985; Beekley et al., 2004).
Evaluaciones psicológicas y cognitivas
Antes y después de la intervención de 3-meses, los participantes realizaron una serie de tareas neuropsicológicas y cuestionarios autoinformados en casa, al menos 2 a 4 h, pero no más de 7 días después de su última sesión de ejercicio. Se administraron tareas neuropsicológicas.a través deEl sitio web del laboratorio está diseñado para presentar todas las tareas cognitivas y almacenar datos de los participantes. Se administraron cuestionarios autoinformados.a través deFormularios de Google. Se pidió a los participantes que se abstuvieran de beber alcohol o consumir otras sustancias ilícitas antes y durante estas evaluaciones.
Cuestionarios de autoinforme para evaluar el estado psicológico
Se pidió a los participantes que completaran una serie de cuestionarios de autoinforme validados y confiables para evaluar su estado afectivo, actitudes alimentarias, imagen corporal y motivación para hacer ejercicio. Estado afectivo Se utilizaron el Inventario de Ansiedad de Beck (BAI) y el Inventario de Ansiedad Estado-Rasgo (STAI) para evaluar la ansiedad. El BAI consta de 21 ítems puntuados en una escala Likert de 4-puntos, y los ítems se suman para obtener una puntuación total en la que las puntuaciones más altas reflejan una mayor ansiedad (Beck et al., 1988a). El STAI consta de 40 ítems puntuados en una escala Likert de 4-puntos, y los ítems se suman para obtener una puntuación total en la que las puntuaciones más altas reflejan una mayor ansiedad (Spielberger, 1983). Se utilizó el Inventario de Depresión de Beck (BDI) para evaluar los síntomas de depresión (Beck et al., 1988b). El BDI consta de 21 ítems puntuados en una escala Likert de 4-puntos, y los ítems se suman para obtener una puntuación total en la que las puntuaciones más altas reflejan mayores síntomas depresivos. Se utilizó el Programa de Afectos Positivos y Negativos (PANAS) para evaluar tanto el afecto positivo como el afecto negativo (Watson y Clark, 1999). El PANAS consta de 60 ítems para evaluar seis subescalas de afecto positivo que incluyen afecto positivo general, jovialidad, seguridad en uno mismo, atención, serenidad y sorpresa, así como siete subescalas de afecto negativo que incluyen afecto negativo general, miedo, tristeza, culpa y hostilidad. , timidez y fatiga. Los ítems se califican en una escala Likert de 5-puntos y se suman para calcular una puntuación para cada subescala. Para evaluar el estrés se utilizó la Escala de Estrés Percibido (PSS) (Cohen et al., 1983). La PSS consta de 10 ítems puntuados en una escala Likert de 5-puntos, y los ítems se suman para obtener una puntuación total; las puntuaciones más altas reflejan un mayor estrés. Para evaluar la rumia se utilizó la Escala de Respuesta Ruminativa (RRS) (Treynor et al., 2003). El RSS consta de 22 ítems puntuados en una escala Likert de 4-puntos y los ítems se suman para calcular la puntuación total. Actitudes alimentarias e imagen corporal Se utilizaron el Cuestionario de examen de trastornos alimentarios (EDE-Q) y la Prueba de actitudes alimentarias (EAT) para evaluar los trastornos alimentarios. El EDE-Q consta de 28 ítems, incluidos 22 ítems puntuados en una escala Likert de 7-puntos que evalúa la moderación, la preocupación por la comida, la preocupación por la forma y la preocupación por el peso, y seis ítems de respuesta libre relacionados con la frecuencia de las conductas (Berg et al. , 2012). Las puntuaciones de restricción, preocupación por la alimentación, preocupación por la forma y preocupación por el peso se promedian para obtener una puntuación global en la que las puntuaciones más altas reflejan más trastornos alimentarios. El EAT consta de 26 ítems puntuados en una escala Likert de 6-puntos, y los ítems se suman para obtener una puntuación total en la que las puntuaciones más altas reflejan más trastornos alimentarios (Garner et al., 1982). Se utilizó el Body Attitudes Test (BAT) para evaluar la imagen corporal (Probst et al., 1995). El BAT incluye veinte ítems que se califican en una escala de 6-puntos y los ítems se suman para obtener una puntuación total; las puntuaciones más altas indican una imagen corporal más negativa.
Motivación para hacer ejercicio
Se utilizó el Cuestionario de regulación conductual del ejercicio (BREQ- 2) para evaluar la autodeterminación para el ejercicio (Markland y Tobin, 2004). El BREQ-2 consta de 19 ítems que se califican en una escala Likert de 5-puntos y se promedian para cinco subescalas que incluyen motivación, regulación externa, regulación introyectada, regulación identificada y regulación intrínseca. El Índice de Autonomía Relativa (RAI) es un índice que indica el grado en que los individuos están autodeterminados para hacer ejercicio y se calcula como una suma de puntuaciones de subescala ponderadas (Ryan y Connell, 1989): RAI =(Desmotivación ∗ -3) + (Regulación Externa ∗ -2) + (Regulación introyectada ∗ -1) + (Regulación identificada ∗ 2) + (Regulación intrínseca ∗ 3)
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Pruebas para evaluar la función cognitiva
Tarea de Stroop Esta prueba clásica de función ejecutiva evaluó tanto la atención como la inhibición de la interferencia cognitiva (Stroop, 1935). A los participantes se les presentó una serie de palabras de colores (es decir, rojo, verde, azul o amarillo) y se les pidió que indicarana través dePulsa el botón del color de cada palabra. El color de la palabra coincidía (es decir, congruente; 50% de los ensayos) o no coincidía (es decir, incongruente) con la palabra en sí (p. ej., la palabra azul impresa en tinta azul es un ejemplo de ensayo congruente, mientras que la palabra azul impreso en tinta roja es un ejemplo de ensayo incongruente). Se presentaron tres bloques con 48 ensayos cada uno. Se capturaron el porcentaje promedio correcto y el tiempo de reacción para las pruebas congruentes e incongruentes. Se calculó una puntuación de interferencia utilizando la fórmula: I=[(Total Correcto Congruente) - (Total Correcto Incongruente)] / [(Total Correcto Congruente) + (Total Correcto Incongruente)] ∗ 100 adaptado de la fórmula utilizada por Valgimigli et al. (2010).
Tarea de flanqueador de Eriksen
Esta prueba de función ejecutiva evaluó tanto la atención como la inhibición de la respuesta (Eriksen y Eriksen, 1974). A los participantes se les presentaron cadenas de siete letras, una letra central flanqueada por tres letras a cada lado. Se pidió a los participantes que se concentraran en la letra central y buscaran una de las cuatro letras. Los flancos coincidían con la letra central (es decir, congruentes), no coincidían con la letra central pero eran otra de las tres letras posibles (es decir, incongruentes) o eran una letra completamente diferente (es decir, neutrales). Luego se indicó a los participantes que presionaran la tecla de flecha asociada con la letra central. Se presentaron tres bloques con 48 ensayos cada uno. Se capturaron el porcentaje promedio correcto y el tiempo de reacción para las pruebas congruentes, incongruentes y neutrales.
Tarea N-Back
Esta prueba se utilizó para evaluar la memoria de trabajo de los participantes y midió sus tiempos de respuesta para cada N-fase (Kirchner, 1958). A los participantes se les presentó una serie de cartas para un total de cuatro fases. El objetivo de esta prueba era identificar correctamente si la letra actual coincidía con la letra objetivo que estaba cero, uno, dos o tres pasos atrás en la serie. Los participantes tenían que presionar "J" si la letra coincidía o "F" si la letra no coincidía. Se proporcionó una clave en la parte inferior como recordatorio. En la 0-fase de retroceso, solo había una letra que coincidir durante toda la tarea, independientemente del uso de mayúsculas. En la 1-fase de retroceso, los participantes debían recordar la última carta que se les presentó inmediatamente después de la actual. En la 2-fase de retroceso, los participantes debían recordar la letra que retrocedía dos pasos antes de la letra actual. Por último, en la 3-fase de retroceso, los participantes debían recordar la letra que retrocedía tres pasos antes de la letra actual. Cada bloque constaba de 30 + n pruebas, y cada bloque contenía ocho objetivos y tres señuelos. Se capturaron el porcentaje promedio correcto y el tiempo de reacción para las condiciones de retroceso 0-, 1-, 2- y 3-.
Prueba de navegación espacial
Esta prueba del funcionamiento dependiente del hipocampo evalúa la navegación espacial y las capacidades de memoria episódica. El mapa espacial utilizado para esta tarea y el procedimiento de la tarea fueron adaptados de Miller et al. (2013). En esta tarea, los participantes navegaron a través de una ciudad virtual siguiendo un camino verde con flechas para ubicar puntos de referencia específicos (Figura 1A). Los participantes se movían a través de la ciudad virtual avanzando (flecha hacia arriba) o hacia atrás (flecha hacia abajo) y girando hacia la derecha o hacia la izquierda con el mouse. Los participantes también pudieron mirar alrededor de la ciudad (por ejemplo, hacia el cielo o hacia el suelo) usando el mouse. Estos controles se presentaron al participante en la pantalla como recordatorio. Los participantes debían visitar cinco puntos de referencia diferentes y memorizar dónde estaban ubicados. Cuando los participantes encontraron el punto de referencia, se les pidió que caminaran directamente hacia un diamante verde (Figura 1B). Después de esta parte guiada de la tarea, los participantes nuevamente completaron la tarea sin las flechas guiadas. Se pidió a los participantes que regresaran a los puntos de referencia en el mismo orden en que los visitaron por primera vez y entregaran un artículo en cada ubicación (Figura 1C). Una vista aérea de todo el mapa se presenta enFigura 1D. El tiempo para encontrar cada ubicación se capturó para cada parte de la tarea (es decir, fase de codificación y recuerdo). Se calculó el tiempo total de la tarea (hora de finalización - hora de inicio) y la duración promedio de búsqueda para la fase de codificación y recuerdo de la tarea. Para evaluar la memoria episódica, se pidió a los participantes que recordaran libremente (escribiendo palabras en cuadros) todos los puntos de referencia que visitaron en orden, así como los elementos que entregaron en cada punto de referencia. La puntuación del lugar se calculó como el número de puntos de referencia recordados correctamente. La puntuación del orden se calculó como el número de puntos de referencia recordados en la posición correcta en la secuencia. La puntuación del ítem se calculó como el número de ítems recordados correctamente. La puntuación de asociación se calculó como el número de puntos de referencia correctos y emparejamientos de elementos. La puntuación de la memoria episódica se calculó como la suma de las puntuaciones de Lugar, Orden, Artículo y Asociación.
Prueba de similitud mnemotécnica
Esta prueba de funcionamiento dependiente del hipocampo y extrahipocampal evalúa la memoria de reconocimiento y la discriminación de señuelos, dos aspectos de la memoria (Stark et al., 2013). Primero, a los participantes se les presentó una serie de imágenes y se les pidió que determinaran si estos elementos pertenecían al interior (presionar el botón "I") o al exterior (presionar el botón "O"). Esta parte de la tarea aseguró que los participantes prestaran atención a los estímulos mostrados en la pantalla. Durante la segunda parte sorpresa de la tarea, a los participantes se les mostraron 96 imágenes adicionales y se les pidió que identificaran si las imágenes eran antiguas (presionó el botón "F"), similares (barra espaciadora) o nuevas (presionó el botón "J"). ''); cada categoría se presentó el 1 3 del tiempo. Las imágenes antiguas fueron las presentadas en el primer conjunto, las imágenes similares fueron aquellas que eran similares a las presentadas en el primer conjunto y las imágenes nuevas fueron las que no se presentaron en el primer conjunto. Se proporcionó una clave en la parte inferior de la pantalla como recordatorio para presionar el botón apropiado. También se registraron los tiempos de respuesta de los participantes para todos los ensayos. El rendimiento de la memoria de reconocimiento se calculó como respuestas "antiguas" a imágenes antiguas menos respuestas "antiguas" a imágenes nuevas. El rendimiento de similitud mnemotécnica (es decir, índice de discriminación de señuelos) se calculó como respuestas "similares" a imágenes similares menos respuestas "similares" a imágenes nuevas.
Análisis estadístico
Se utilizó un análisis de varianza de medidas repetidas (ANOVA) entre grupos para evaluar las diferencias a lo largo del tiempo (antes vs.prueba posterior) y entre grupos (controles versus aumentos). Se utilizó una correlación producto-momento de Pearson para evaluar las relaciones entre el número total de clases y el cambio en cada medida neuroconductual, así como el cambio en el VO2 máx estimado y el cambio en cada medida neuroconductual. Se utilizó un valor alfa de 0.05 para determinar la significación estadística. Para todos los análisis estadísticos se utilizó IBM SPSS Statistics versión 26.
FIGURA 1 |Pruebas de Navegación Espacial.(A) Escena de ejemplo en la fase de codificación: ruta verde con flechas que conducen al punto de referencia.(B) Escena de ejemplo en la fase de recuerdo.(C) Ejemplo de hito con un marcador de diamante verde.(D) Mapa aéreo del entorno del juego.
RESULTADOS
Demografía
Al inicio del estudio, no hubo diferencias entre los grupos en cuanto a edad (t(78) = −0.384, p = 0.702), género (χ 2 (1) = 0.450, p = 0.502), o educación (χ 2 (3) = 6.969, p = 0.073; tabla 1). Sesiones de clase totales
El grupo experimental (47,87 ± 2,24) realizó significativamente más entrenamientos de ciclismo en total durante el transcurso de la intervención que el grupo de control (20.73 ± 0,72;t(45.76) = −11.554, p < 0.001; Figura 2A). Además, el grupo experimental realizó significativamente más entrenamientos fuera del estudio de ciclismo que el grupo de intervención (t(54.320) = −3.586, p < 0.001).
TABLA 1 |Características demográficas iniciales
Además, confirmamos que incluso al incluir entrenamientos fuera del estudio de ciclismo, el grupo de control mantuvo su régimen anterior de 1 a 2 sesiones de ejercicio por semana (23,63 (±1,11).
Frecuencia cardíaca durante las sesiones de clase
No hubo diferencias significativas en la frecuencia cardíaca promedio durante las sesiones de clase entre los grupos experimental (145,38 ± 1,92) y control (144,96 ± 2,10;t(78) = −0.147, p = 0.883; Figura 2B).
Masa corporal y condición física
No hubo ningún efecto significativo de tiempo ni de grupo de tiempo* sobre la masa corporal o el IMC. Hubo un efecto significativo del tiempo en el VO2 máximo estimado (F(1, 57) = 18.809, p < 0.001), y ambos grupos aumentaron su condición física con el tiempo (Tabla 2). Es de destacar que la capacidad aeróbica promedio del grupo de control al inicio del estudio fue de 33,46 ml/kg/min y el consumo de oxígeno del grupo con aumento fue de 30,52 ml/kg/min, lo que confirma que ambos grupos estaban moderadamente en forma al inicio del estudio (Graves et al., 2015).
Medidas psicológicas
Estado afectivo Se encontró una interacción grupal de tiempo∗ significativa para el afecto negativo general (F(1, 78) = 4.667, p = 0.034), miedo (F(1, 78) = 4.873, p = 0.030), tristeza (F(1, 78) = 3.992, p = 0.049), culpa (F(1, 78) = 4.152, p = 0.045) y hostilidad (F(1, 78) = 5.367, p = 0.023) subescalas del PANAS (Figuras 3A-E). Los que aumentaron tuvieron una disminución significativa en el afecto negativo general (F(1, 38) = 29.772, p < 0.001), mientras que los controles tuvieron una disminución no significativa (F(1, 40) = 2.189, p = 0.147). Los que aumentaron tuvieron una disminución significativa en el miedo (F(1, 38) = 13.980, p < 0.001), mientras que los controles tuvieron una disminución no significativa (F(1, 40) = 0.342, p = 0.562). Los que aumentaron tuvieron una disminución significativa en la tristeza (F(1, 38) = 28.462, p < 0.001), mientras que los controles tuvieron una disminución no significativa (F(1, 40) = 1.503, p = 0.227). Los que aumentaron tuvieron una disminución significativa en la culpa (F(1, 38) = 21.794, p < 0.001), mientras que los controles tuvieron una disminución no significativa (F(1, 40) = 0.887, p = 0.352). Los que aumentaron tuvieron una disminución significativa en la hostilidad (F(1, 38) = 21.601, p < 0.001), mientras que los controles tuvieron una disminución no significativa (F(1, 40) = 1.028, p = 0.317). Además, se encontró un efecto temporal significativo para todas las medidas del estado afectivo excepto para la timidez, y ambos grupos mostraron mejoras con el tiempo (Tabla 3).
FIGURA 2 |Sesiones de clase totales(A) y frecuencia cardíaca promedio durante las sesiones de clase(B) durante el período de intervención de 12-semana. Datos presentados como medias y errores estándar.
Actitudes alimentarias e imagen corporal
Se encontró una interacción grupal significativa en el tiempo∗ para la imagen corporal (F(1, 78) = 5.019, p = 0.028; Figura 3F). Ambos grupos mostraron mejoras significativas en la imagen corporal, con aumentos (F(1, 38) = 17.686, p < 0.001) mostrando mayores mejoras que los controles (F(1, 40) = 6.985, p = 0.012). Además, se observó un efecto de tiempo significativo para los trastornos alimentarios medidos por el EDE-Q (F(1, 78) = 19.679, p < 0.001) y la imagen corporal (F(1, 78) = 25.220, p < 0.001), y ambos grupos muestran mejoras con el tiempo (Tabla 4).
Motivación para hacer ejercicio
Se observó un efecto de tiempo significativo para la motivación del ejercicio (F(1, 78) = 9.480, p = 0.003) y ambos grupos mostraron una mayor autodeterminación para el ejercicio (Tabla 4).
Medidas cognitivas
Tarea de tropa
Se encontró un efecto de tiempo significativo para el porcentaje correcto en congruente (F(1, 67) = 4.137, p = 0.046) e incongruente (F(1, 67) = 5.100, p = 0.027) pruebas, así como el tiempo de reacción en corrección congruente (F(1, 67) = 38.585, p < 0.001) e incongruente correcto (F(1, 67) = 13.575, p < 0.001) pruebas (Tabla complementaria 1). No se observaron efectos grupales de tiempo∗ significativos.
Tarea de flanqueador de Eriksen
Se encontró un efecto de tiempo significativo para el tiempo de reacción en incongruentes correctos (F(1, 68) = 5.465, p = 0.022) y ensayos correctos neutrales (F(1, 68) = 5.634, p = 0.020) y ambos grupos disminuyeron sus tiempos de reacción con el tiempo (Tabla complementaria 2). No se observaron otros efectos de tiempo ni efectos de grupo de tiempo*.
Tarea N-Back
Se encontró un efecto de tiempo significativo para el porcentaje objetivo correcto en N0 (F(1, 68) = 12.550, p < 0.001) pruebas, así como para el tiempo de reacción en pruebas N2 correctas (F(1, 62) = 6.684, p = 0.012; Tabla complementaria 3).
TABLA 2 |Masa corporal y condición física.
FIGURA 3 |Tiempo significativo por efectos de grupo para(A) afecto negativo general;(B) miedo;(C) tristeza;(D) culpa;(E) hostilidad; y(F) imagen corporal. Datos presentados como media ± SEM. ∗p < 0.05.
Prueba de navegación espacial
Debido al incumplimiento de esta tarea,n Faltan=11 participantes en el análisis final. Se observó un efecto de tiempo significativo para la puntuación del pedido (F(1, 67) = 9.649, p = 0.003), puntuación de asociación (F(1, 67) = 10.593, p = 0.002) y puntuación de memoria episódica (F(1, 67) = 4.233, p = 0.044), y ambos grupos aumentan su puntuación con el tiempo. No se observaron otros efectos significativos de tiempo ni de grupo de tiempo∗ para ninguna variable (Tabla 5).
Tarea de similitud mnemotécnica
Debido al incumplimiento de esta tarea,n Faltan=10 participantes en el análisis final. Se observó un efecto de tiempo significativo para el rendimiento de similitud mnemotécnica medido por el Índice de Discriminación de Señuelos (F(1, 68) = 12.410, p < 0.001), y ambos grupos aumentan su puntuación con el tiempo. No se observaron efectos grupales significativos en el tiempo∗ (Tabla 6).
Análisis correlacionales entre el número total de entrenamientos de ciclismo y el cambio en métricas psicológicas y cognitivas
Todos los análisis correlacionales incluyeron a todos los participantes, tanto en el grupo de control como en el experimental. En cuanto a las medidas psicológicas, el número total de entrenamientos de ciclismo se correlacionó significativamente con la reducción de la ansiedad (BAIr = −0.236, p = 0.035; STAIr = −0.237, p = 0.035), afecto negativo general (r = −0.280, p = 0.012), miedo (r = −0.301, p = 0.007), tristeza (r = −0.222, p = 0.048), hostilidad (r = −0.286, p = 0.010), rumia (r = −0.242, p = 0.030), y trastornos alimentarios medidos por el EDE-Q (r = −0.324, p = 0.003), así como una imagen corporal mejorada (r = −0.372, p = 0.001; Figura 4). En cuanto a las medidas cognitivas, el número total de entrenamientos de ciclismo se correlacionó significativamente con la mejora en la duración promedio de búsqueda (r = −0.321, p = 0.007) así como la mejora en el tiempo total (r = −0.242, p = 0.045) en la Tarea de Navegación Espacial (Figura 4). No hubo correlaciones significativas entre el número total de entrenamientos de ciclismo y las medidas MST, Stroop, Eriksen Flanker o N-back.
TABLA 3 |Medidas estatales afectivas.
TABLA 4 |Actitudes alimentarias, imagen corporal y motivación para el ejercicio.
Análisis correlacionales entre el cambio en el nivel de condición física y el cambio en las métricas psicológicas y cognitivas
En cuanto a las medidas psicológicas, el aumento del VO2 máx estimado se correlacionó significativamente con la disminución del estrés (r = −0.269, p = 0.039) y trastornos alimentarios (EDE-Qr = −0.327, p = 0.011; COMERr = −0.278, p = 0.033) así como una mayor autodeterminación para el ejercicio (r = 0.260, p = 0.047; Figura 5). En cuanto a las medidas cognitivas, el aumento del VO2 máx estimado se correlacionó significativamente con mejoras en la puntuación del ítem (r = 0.401, p = 0.004), puntuación del pedido (r = 0.284, p = 0.043), puntuación de asociación (r = 0.491, p < 0.001) y puntuación de memoria episódica (r = 0.449, p < 0.001) en la Tarea de Navegación Espacial (Figura 5). Además, el aumento del VO2 máx estimado se correlacionó con una disminución del porcentaje correcto en las pruebas N3 de la tarea N-back (r = −0.277, p = 0.049). No hubo correlaciones significativas entre los cambios en el VO2 máx estimado y los cambios en las medidas MST, Stroop o Eriksen Flanker.
DISCUSIÓN
El presente estudio examinó los efectos de aumentar el volumen de un programa de ejercicio aeróbico en comparación con el volumen de ejercicio estándar sobre el estado afectivo y el rendimiento cognitivo entre un grupo de individuos con una condición física moderada. Utilizando este diseño de control aleatorio, encontramos que, en comparación con mantener un régimen de ejercicio moderado, aumentar el ejercicio disminuyó significativamente los niveles de afecto negativo general, incluidos el miedo, la tristeza, la culpa y la hostilidad, así como una mejor imagen corporal. Claramente, el efecto directo más fuerte observado con el ejercicio aeróbico fue sobre el estado psicológico, pero surgieron otros hallazgos al observar los datos de manera transversal. Utilizando un análisis correlacional en toda la población del estudio, encontramos que el número total de entrenamientos se asoció significativamente con mejores habilidades de navegación espacial e imagen corporal, así como con una reducción de la ansiedad, el afecto negativo general, el miedo, la tristeza, la hostilidad, la cavilación y la ansiedad. comiendo. Además, los aumentos en los niveles de condición física se asociaron significativamente con una mejor memoria episódica y motivación para el ejercicio, así como con una disminución del estrés y los trastornos alimentarios. Nuestros hallazgos (resumen enTabla 7) son algunos de los primeros en indicar que en los adultos de mediana edad, continuar aumentando los niveles de ejercicio en un régimen de ejercicios ya en curso tiene beneficios adicionales para la salud psicológica y cognitiva. Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para el envejecimiento saludable, especialmente en lo que se refiere al estado afectivo y el funcionamiento cognitivo.
TABLA 5 |Prueba de navegación espacial.
TABLA 6 |Tarea de similitud mnemotécnica
FIGURA 4 |Correlación producto-momento de Pearson entre el número total de entrenamientos de ciclismo y todas las variables de interés. La r de Pearson se presenta en el eje x y los efectos significativos (p < 0.05) se presentan en rojo; Los efectos no significativos se presentan en negro.
FIGURA 5 |Correlación producto-momento de Pearson entre el cambio en el VO2 máximo estimado y todas las variables de interés. La r de Pearson se presenta en el eje x y los efectos significativos (p < 0.05) se presentan en rojo; Los efectos no significativos se presentan en negro.
Estos hallazgos en humanos son consistentes con estudios de ejercicio en roedores que muestran funciones mejoradas del hipocampo asociadas con mayores niveles de ejercicio (van Praag et al., 1999a,b; Voss et al., 2013).
Los efectos del aumento crónico del ejercicio sobre el estado psicológico
Después de 12 semanas de entrenamiento con ejercicio aeróbico, se observaron disminuciones marcadas en varios indicadores del estado de ánimo negativo, incluidas disminuciones en la hostilidad, la culpa, la tristeza, el miedo y el afecto negativo general, y el grupo experimental mostró mayores disminuciones que los controles. Un gran conjunto de trabajos ha demostrado que tanto el ejercicio agudo como el crónico son beneficiosos para mejorar el estado de ánimo, incluidos aumentos en el afecto positivo y disminuciones del afecto negativo, especialmente la ansiedad y la depresión (Cramer et al., 1991; Arent et al., 2000; Hoffman y Hoffman, 2008; Basso y Suzuki, 2017; Bonham et al., 2018; Aparicio et al., 2021). Aquí, mostramos que aumentar el ejercicio aeróbico en personas de mediana edad con un régimen de ejercicio previo puede conferir mejoras adicionales en el estado afectivo más allá de mantener un régimen de ejercicio. Aunque la mayoría de los estudios se han centrado en poblaciones más jóvenes o mayores (Reed y Ones, 2006; Chang et al., 2012; Hogan et al., 2013) y las investigaciones más recientes se han centrado en poblaciones de mediana edad (Chen et al., 2019 ; Quinlan et al., 2021), nuestro trabajo es una de las primeras investigaciones longitudinales sobre ejercicios en adultos de mediana edad. Se cree que estos efectos beneficiosos sobre el estado afectivo se deben en parte a los aumentos inducidos por el ejercicio en neurotrofinas y neuromoduladores, incluidos la dopamina, la serotonina, la norepinefrina, los endocannabinoides y los opioides endógenos (Dietrich y McDaniel, 2004; Fuss y Gass, 2010; Lin y Kuo, 2013; Siebers et al., 2021). Además, otras investigaciones han demostrado que los cambios en el estado afectivo pueden deberse al hecho de que el ejercicio produce un cerebro resistente al estrés, lo que tiene efectos potentes en los ejes simpático-adrenomedular e hipotálamo-pituitario-suprarrenal (HPA) (Greenwood y Fleshner, 2008; Fleshner et al., 2011). Se justifican investigaciones futuras para determinar los cambios cerebrales estructurales y fisiológicos asociados con estos cambios en el estado de ánimo inducidos por el ejercicio y cuánto tiempo persisten después de suspender el ejercicio. Además de la disminución de los parámetros de estado de ánimo negativos, encontramos disminuciones en la imagen corporal negativa después de 12 semanas de entrenamiento, y el grupo experimental mostró mayores disminuciones que los controles. Curiosamente, ambos grupos demostraron disminuciones en la imagen corporal negativa a pesar de la falta de cambios en el IMC o las actitudes alimentarias. Independientemente, aquellos que aumentaron su régimen de ejercicio demostraron reducciones significativamente mayores en la imagen corporal negativa en comparación con el grupo de control. Otras investigaciones han demostrado que las intervenciones de ejercicio mejoran la imagen corporal en una variedad de grupos de edad a lo largo de la vida (Hausenblas y Fallon, 2006; Campbell y Hausenblas, 2009). Si bien el IMC se evaluó antes y después de 12 semanas, no hubo medidas de composición corporal ni de circunferencias corporales. Por lo tanto, es posible que haya habido redistribuciones del peso de la masa grasa a la masa libre de grasa, o cambios en las circunferencias de la cintura que influyeron en las mejores actitudes corporales. Es posible que investigaciones futuras busquen desentrañar los cambios en la imagen corporal negativa que se deben al acto de realizar ejercicio y los posibles cambios antropométricos y de composición corporal que resultan de ese ejercicio. También descubrimos que una mayor participación en el ejercicio y una mejor aptitud cardiorrespiratoria mejoraron el estado de ánimo, la motivación para comer, la motivación para hacer ejercicio y la imagen corporal. Este es uno de los primeros estudios que muestra mejoras relacionadas con la frecuencia del ejercicio en el afecto, la motivación y la imagen corporal en adultos sanos y activos. De acuerdo con nuestros hallazgos, trabajos anteriores han demostrado que el ejercicio conduce a una disminución de los síntomas de ansiedad tanto en personas con trastornos de ansiedad como en personas sanas (Mochcovitch et al., 2016; Stubbs et al., 2017). Además, la asociación entre el número de entrenamientos o el aumento de la condición física y la reducción de la rumiación, el afecto negativo general, la tristeza y la hostilidad es consistente con hallazgos previos que indican que un mayor ejercicio reduce el riesgo de depresión (Hassmén et al., 2000; Mammen y Faulkner, 2013). Es importante destacar que nuestro trabajo y otros han demostrado que la práctica de ejercicio puede reducir los estados de ánimo negativos incluso en ausencia de cambios en la aptitud cardiorrespiratoria (Olson et al., 2017). Además, las investigaciones muestran que el ejercicio o la aptitud cardiorrespiratoria pueden estar relacionados con una mejor reactividad fisiológica al estrés y una reducción del estrés psicológico (Holmes y Roth, 1985; Aldana et al., 1996; Brockmann y Ross, 2020; Allesøe et al., 2021). En una muestra transversal grande (N = 55,185), Allesøe et al. (2021) descubrieron que los niveles más altos de actividad física y condición física autoinformados se asociaban con niveles más bajos de estrés percibido. Nuestro estudio actual también encontró que una mejor condición física, medida mediante una prueba de ejercicio objetiva, está relacionada con una disminución del estrés percibido. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la práctica de ejercicio y una mejor condición física conducen a mejoras en una variedad de medidas negativas del estado de ánimo. Aunque algunos estudios han encontrado que la participación en un régimen de ejercicio regular conduce a mejoras en la motivación para el ejercicio y la imagen corporal (Pearson y Hall, 2013), no se habían informado previamente las relaciones entre estos hallazgos y el número de entrenamientos o las mejoras en el estado físico. Además, algunos estudios han sugerido que el efecto del ejercicio sobre la imagen corporal puede verse moderado por las motivaciones de ejercicio, lo que indica que existe una relación compleja entre los resultados psicológicos afectados por el ejercicio (Lepage y Crowther, 2010). Aunque hay investigaciones limitadas sobre la relación entre la aptitud física y las motivaciones alimentarias, un estudio encontró que los adolescentes con niveles más bajos de aptitud física tenían un mayor riesgo de desarrollar trastornos alimentarios (Veses et al., 2014). Como gran parte de la investigación anterior en esta área se ha centrado en la relación entre el ejercicio compulsivo y los trastornos alimentarios, este es el primer estudio de intervención que muestra una relación entre las mejoras en el estado físico y la disminución de los trastornos alimentarios en una población sana.
TABLA 7 |Resumen de los efectos causales y correlacionales del ejercicio aeróbico crónico en adultos de mediana edad. Los efectos causales se refieren a efectos de grupo temporal.
Los efectos del aumento crónico del ejercicio sobre el funcionamiento cognitivo
Además, descubrimos que una mayor participación en el ejercicio y mejoras en la aptitud cardiorrespiratoria se asociaron significativamente con mejoras en la navegación espacial y las capacidades de memoria episódica. Es decir, los individuos que se ejercitaron con más frecuencia y mostraron mayores mejoras en su condición física fueron capaces de navegar de manera más eficiente a lugares previamente aprendidos, así como recordar la información que se les presentó durante esta experiencia, tareas que dependen en gran medida de la formación del hipocampo. Esta es la primera vez que se demuestra que el ejercicio mejora la navegación espacial en una población adulta sana mediante una tarea de laberinto virtual. Un estudio piloto reciente en 14 adultos mayores (mayores o iguales a 60 años) encontró que 2 meses de ejercicio mejoraron significativamente la navegación espacial según lo evaluado por el tiempo de desempeño inmediato del recorrido en el laberinto en la prueba de laberinto de piso, una tarea de navegación exocéntrica y alocéntrica ( Oliveira et al., 2020). Informes anteriores también han encontrado evidencia transversal en adolescentes de que los niveles mejorados de aptitud cardiorrespiratoria están asociados con un mayor volumen del hipocampo, que posteriormente se asoció con el aprendizaje espacial en un Virtual Water Morris Maze (Herting y Nagel, 2012; Prathap et al., 2021). . Otro trabajo transversal ha demostrado relaciones positivas significativas entre el nivel de actividad física (p. ej., recuento total de pasos y velocidad de pasos) y la capacidad de memoria episódica en adultos mayores (Hayes et al., 2015). Además, se ha demostrado que el ejercicio agudo tiene un efecto positivo significativo en la memoria episódica (Sng et al., 2018; Johnson y Loprinzi, 2019; Loprinzi et al., 2019). Nos sumamos a esta literatura al mostrar por primera vez que mejorar la actividad física y el estado físico en adultos de mediana edad mejora las capacidades de memoria tanto espacial como episódica. Esto es consistente con investigaciones existentes en roedores que muestran que el ejercicio mejora el funcionamiento dependiente del hipocampo, especialmente la navegación espacial (Voss et al., 2013). Trabajos anteriores en la literatura tanto sobre humanos como sobre animales han identificado que este efecto se debe a cambios inducidos por el ejercicio en el hipocampo, una estructura crítica para el aprendizaje y la memoria. Un estudio fundamental en adultos mayores encontró que una intervención de un año de caminata aeróbica aumentó el volumen del hipocampo anterior, que incluía el subículo, CA1 y el giro dentado, la sede de la neurogénesis inducida por el ejercicio (Erickson et al., 2011). . Este aumento en el volumen bilateral del hipocampo se asoció positivamente con el cambio en el VO2 máximo, los niveles séricos de BDNF y el rendimiento de la memoria (utilizando la tarea de fijación de puntos), aunque la intervención de ejercicio aeróbico no tuvo un efecto significativo sobre el rendimiento de la memoria espacial en sí. Otro estudio distintivo encontró que el ejercicio crónico aumenta la neurogénesis del giro dentado y el volumen sanguíneo cerebral (VSC) en roedores en paralelo al VSC del giro dentado en humanos (entre 21 y 45 años de edad), lo que se correlaciona con aumentos tanto en el VO2 máximo como en el aprendizaje en la Tarea de Aprendizaje Verbal Auditivo Rey (Pereira et al., 2007). Además, un conjunto existente de investigaciones sobre roedores ha demostrado que correr voluntariamente sobre ruedas y correr forzado en cinta mejora la navegación espacial a través de tareas como el laberinto acuático Morris, el laberinto Y, el laberinto T y el laberinto de brazos radiales, así como otras tareas que dependen del hipocampo, como el condicionamiento contextual del miedo, el aprendizaje de evitación pasiva, el reconocimiento de objetos novedosos y la separación de patrones (Fordyce y Farrar, 1991; Van Praag et al., 2005; O'Callaghan et al., 2007; Chen et al., 2008; van Praag, 2008; Creer et al., 2010; Falls et al., 2010). Los efectos conductuales parecen depender de las mejoras inducidas por el ejercicio en los niveles de BDNF del hipocampo, la neurogénesis, la potenciación a largo plazo y la integración funcional en la red hipocampal existente (Neeper et al., 1995; van Praag et al., 1999a,b; Kobilo et al. al., 2011; Vivar et al., 2016; Voss et al., 2019).
Esta colección de investigaciones tanto en literatura animal como humana sugiere que las mejoras inducidas por el ejercicio en la navegación espacial y la memoria episódica dependen de cambios estructurales y fisiológicos a nivel del hipocampo. Nos sumamos a esta literatura en humanos al demostrar que una mayor participación en el ejercicio puede mejorar las capacidades del hipocampo en la mediana edad, lo que tiene implicaciones significativas para el envejecimiento, ya que un detrimento en estas capacidades cognitivas surge con la atrofia de las estructuras del hipocampo relacionada con la edad (Ramanoël et al., 2019). En el estudio actual, tampoco encontramos efectos de una mayor participación en el ejercicio sobre la función dependiente de la corteza prefrontal medida por las tareas de Stroop, Eriksen Flanker y N-back. Estos hallazgos contrastan con nuestro trabajo que muestra que una sesión aguda de ejercicio aeróbico en adultos de un rango de edad similar mejora el funcionamiento de la corteza prefrontal (Basso et al., 2015).
Especulamos que si bien el ejercicio agudo, con sus numerosos mecanismos neuronales de acción (especialmente en los sitios corticales prefrontales; Basso y Suzuki, 2017), puede mejorar de manera aguda la función ejecutiva, este nivel de ejercicio crónico no es lo suficientemente estricto como para inducir mejoras iniciales en la función ejecutiva. Además, planteamos la hipótesis de que el presente hallazgo nulo puede deberse a un efecto límite en el desempeño de la tarea, ya que el porcentaje correcto en cada una de estas tareas fue del 100% o cerca. Trabajos previos en esta área han demostrado que el entrenamiento con ejercicios aeróbicos mejora significativamente el funcionamiento dependiente de la corteza prefrontal, específicamente utilizando tareas que incluyen Stroop, Eriksen Flanker y N-Back Task (Dustman et al., 1984; Colcombe et al., 2004; Hansen et al., 2004; Smiley-Oyen et al., 2008; Stroth et al., 2010; Coetsee y Terblanche, 2017; Ludyga et al., 2018; Amatriain-Fernández et al., 2021). La mayoría de estos estudios se realizaron en adultos mayores (Dustman et al., 1984; Colcombe et al., 2004; Smiley-Oyen et al., 2008; Coetsee y Terblanche, 2017), mientras que algunos se realizaron en niños o adolescentes ( Ludyga et al., 2018; Amatriain-Fernández et al., 2021). Otros trabajos en esta área han producido resultados nulos (Madden et al., 1989; Panton et al., 1990; Blumenthal et al., 1991; Hassmén et al., 1992; Hill et al., 1993; Dustman et al., 1994), atribuyéndose esta falta de efecto a factores metodológicos como niveles iniciales de alto funcionamiento cognitivo o períodos de intervención cortos que no conducen a cambios en la aptitud física.
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Kramer y cols. (1999), de hecho, propusieron una hipótesis de "mejora selectiva" según la cual el ejercicio aeróbico actúa específicamente sobre regiones del cerebro y procesos cognitivos sensibles a la neurodegeneración, como la corteza prefrontal y la función ejecutiva. Esta hipótesis se extiende a la idea de que el ejercicio aeróbico sólo puede proporcionar efectos beneficiosos si: (1) existe suficiente deterioro cognitivo (es decir, hay espacio para la mejora cognitiva); o (2) el desafío cognitivo es suficiente (es decir, las tareas son lo suficientemente desafiantes como para mostrar una mejora). De hecho, trabajos previos en roedores y humanos han indicado que los efectos del ejercicio sobre la cognición pueden depender de la dificultad de la tarea (Creer et al., 2010; Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017; Suwabe et al. , 2017b). Sugerimos que puede haber un "punto ideal" para examinar los efectos del ejercicio sobre la función cognitiva, donde los niveles iniciales de cognición demuestran margen de mejora (p. ej., ancianos u otras poblaciones clínicas) o las demandas de la tarea son lo suficientemente desafiantes como para que los participantes podrán mejorar su rendimiento. Recientemente, estudios en nuestro laboratorio han demostrado que la dificultad de la tarea se puede modular disminuyendo la cantidad de tiempo que los participantes tienen la oportunidad de responder a los estímulos (por ejemplo, disminuyendo el tiempo de presentación de los estímulos de 1500 ms a 1,000 ms). . Se justifican estudios futuros para probar sistemáticamente los efectos del ejercicio en las tareas de la corteza prefrontal con varios tiempos de presentación de estímulos.
Limitaciones y direcciones futuras
Reconocemos varias limitaciones del estudio actual. En primer lugar, nuestros hallazgos pueden estar sesgados por la tasa de abandono relativamente alta (aproximadamente 38%) en el estudio. Esta tasa de abandono se produjo probablemente debido a la naturaleza remota del estudio y a pesar de varias estrategias de reclutamiento, incluidos correos electrónicos, mensajes de texto y llamadas telefónicas. En segundo lugar, aunque encontramos relaciones correlacionales existentes entre las sesiones de ejercicio y las medidas cognitivas y psicológicas, encontramos efectos limitados entre los grupos sobre estos resultados, lo que sugiere que nuestros grupos de intervención y control pueden no haber sido lo suficientemente distintos como para mostrar los efectos de una mayor participación en el ejercicio. Por ejemplo, el grupo experimental asistió en promedio a 4 sesiones de ejercicio semanales, lo que se encontraba en el extremo inferior del rango asignado de 4 a 7 sesiones de ejercicio semanales. Además, como se confirmó que todos los participantes habían seguido un régimen de ejercicio moderado durante al menos 3 meses antes de que comenzara el estudio, todos estaban muy motivados para hacer ejercicio. La mayoría de los participantes, incluido el grupo de control, realizaron otras formas de ejercicio (p. ej., correr, yoga, clases de ejercicio aeróbico) durante el período de estudio y, por lo tanto, esta cantidad adicional de ejercicio puede haber contribuido al estado de ánimo, la motivación o los efectos cognitivos. Además, el hecho de que los participantes estuvieran inscritos en un estudio de ejercicio y evaluados en dos momentos puede haberlos motivado a hacer más ejercicio.
Tampoco obtuvimos una buena estimación de la intensidad del entrenamiento para todos los entrenamientos realizados fuera del estudio de ciclismo, lo cual es otra limitación. Tampoco se evaluaron los niveles generales de actividad física; Es posible que en futuros estudios se desee considerar la posibilidad de utilizar el seguimiento de la actividad durante todo el período de estudio o cuestionarios autoinformados (p. ej., Cuestionario internacional de actividad física; Cuestionario global de actividad física). Alternativamente, la falta de hallazgos causales (es decir, falta de efectos de grupo de tiempo*) sobre la función del hipocampo puede indicar que puede ser necesario un período de ejercicio más prolongado para causar cambios en el hipocampo debido a la participación de la estimulación del crecimiento de nuevas neuronas del hipocampo; 3 meses de ejercicio pueden ser un período de tiempo demasiado corto para la integración celular del hipocampo y la mejora funcional. Teniendo en cuenta que informes anteriores de mejoras inducidas por el ejercicio en la función del hipocampo se han realizado en adultos jóvenes en respuesta a regímenes de ejercicio de alta intensidad (Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017), la edad de nuestra población de estudio puede contribuir a la falta de efectos de grupo tiempo∗; además, puede ser necesaria una mayor intensidad del ejercicio para inducir efectos. Otra limitación viene en el ámbito de la prueba de aptitud cardiorrespiratoria.
Suplemento Cistanche cerca de mí: mejora la memoria
Debido a que el estudio se realizó de forma remota, necesitábamos confiar en los propios participantes, así como en el personal del gimnasio, para ayudarnos a configurar y poner en marcha el equipo. No pudimos realizar una prueba tradicional de VO2 máx. y, como tal, necesitábamos calcular una estimación de la capacidad aeróbica y, en algunos casos, surgieron problemas técnicos con la prueba. Teniendo en cuenta los efectos conductuales, los estudios futuros deberían investigar los cambios estructurales y funcionales asociados con estas mejoras mediante técnicas de neuroimagen como la resonancia magnética y la resonancia magnética funcional. Presumimos que estas mejoras de comportamiento irán acompañadas de aumentos en el volumen del hipocampo, así como de una mayor activación funcional durante la realización de tareas. Además, se justifican investigaciones futuras para investigar los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a este efecto, especialmente para los factores de crecimiento como los factores neurotróficos derivados del cerebro (BDNF). La incorporación de pruebas genéticas para el gen BDNF puede ser una vía interesante de investigación, específicamente para determinar si los individuos con diferentes variantes genéticas (p. ej., polimorfismo BDNF Val66Met) pueden ser más susceptibles a estos efectos inducidos por el ejercicio.
CONCLUSIONES
En este estudio controlado aleatorio a largo plazo, encontramos que aumentar la participación en el ejercicio se asoció con mejoras en la memoria espacial dependiente del hipocampo, el estado afectivo negativo, los trastornos alimentarios y la imagen corporal en una población de adultos de mediana edad moderadamente en forma con un régimen de ejercicio existente. Además, la mejora de la aptitud cardiorrespiratoria se correlacionó con mejoras en la memoria episódica, el estrés y la motivación para hacer ejercicio. Estos resultados sugieren que entre las personas con un régimen de ejercicio existente, aumentar la frecuencia del ejercicio proporciona mejoras adicionales en la función cognitiva, el estado de ánimo y la motivación. Nuestros hallazgos tienen relevancia clínica y sugieren que el ejercicio puede ser una forma de apoyar un envejecimiento saludable, especialmente para los neurocomportamientos que demuestran un deterioro relacionado con la edad, incluido el estado afectivo y el aprendizaje espacial y la memoria.
REFERENCIAS
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