Exercise is brain food: The effects of physical activity on cognitive function

Abstract

This commentary reviews selected biomedical and clinical research examining the relationship between physical exercise and cognitive function especially in youth with disability. Youth with physical disability may not benefit from the effects of exercise on cardiovascular fitness and brain health since they are less active than their non-disabled peers. In animal models, physical activity enhances memory and learning, promotes neurogenesis and protects the nervous system from injury and neurodegenerative disease. Neurotrophins, endogenous proteins that support brain plasticity likely mediate the beneficial effects of exercise on the brain. In clinical studies, exercise increases brain volume in areas implicated in executive processing, improves cognition in children with cerebral palsy and enhances phonemic skill in school children with reading difficulty. Studies examining the intensity of exercise required to optimize neurotrophins suggest that moderation is important. Sustained increases in neurotrophin levels occur with prolonged low intensity exercise, while higher intensity exercise, in a rat model of brain injury, elevates the stress hormone, corticosterone. Clearly, moderate physical activity is important for youth whose brains are highly plastic and perhaps even more critical for young people with physical disability.

• Neurotrophin
• neuroplasticity
• brain-derived neurotrophic factor
• BDNF
• rehabilitation

Este comentario revisa investigaciones biomédicas y clínicas selectas que examinan la relación entre el ejercicio físico y la función cognitiva, particularmente en jóvenes con discapacidad. Los jóvenes con alguna discapacidad física pueden no beneficiarse de los efectos del ejercicio en el cerebro y en el acondicionamiento del sistema cardiovascular, ya que son menos activos que jóvenes sin discapacidad. En modelos animales, la actividad física estimula a la memoria y al aprendizaje, promueve la neurogénesis y protege al sistema nervioso de las lesiones y de las enfermedades neurodegenerativas. Las neurotrofinas son proteínas endógenas que apoyan a los procesos de plasticidad cerebral, y posiblemente median los efectos benéficos del ejercicio sobre el cerebro. En estudios clínicos el ejercicio aumenta el volumen cerebral en áreas implicadas en el procesamiento ejecutivo, mejora la cognición en niños con parálisis cerebral, y aumenta la habilidad fonémica en niños en edad escolar que tienen dificultad para la lectura. Los estudios que examinan la intensidad del ejercicio necesaria para optimizar a las neurotrofinas sugieren que la moderación es importante. El ejercicio prolongado de baja intensidad produce aumentos sostenidos en los niveles de las neurotrofinas, mientras que en un modelo experimental en ratas con lesión cerebral, el ejercicio de alta intensidad mostró una elevación de la corticoesterona, que es la hormona del estrés. Evidentemente la actividad física moderada es importante para los jóvenes cuyos cerebros son altamente plásticos, y tal vez crítica para jóvenes con discapacidad física. Título abreviado: El ejercicio es alimento cerebral.

Palabras clave: Neurotrofina, neuroplasticidad, factor neurotrófico de origen cerebral, BDNF, rehabilitación