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El ejercicio físico y la capacidad de almacenaje de la memoria

Physical exercise and the storage capacity of memory

 

*Doctor en Ciencias y Máster en Psicología del Deporte

Universidad Alfa y Omega (México)

**Licenciada en Psicología

Universidad de Cienfuegos (Cuba)

Osmani Mena Rodríguez*

Raisa Álpizar González**

osmani2103@gmail.com

 

 

 

 

Resumen

          El artículo brinda un análisis teóricos de criterios diferentes relacionados a sí la pérdida de la memoria forma o no parte del envejecimiento humano, sí la materia gris del cerebro desaparece o no con la edad, el surgimiento o no de nuevas neuronas y el papel del ejercicios físico en todo el proceso y su contribución a el proceso de la memoria. Se referencia sobre las neuronas del encéfalo, diferenciándolas en su mielinización, coincidiendo que el grosor de la mielina que recubre los axones en la materia blanca incrementa la velocidad de transmisión de la información en esta área y hacia las diferentes áreas de la materia gris. Se muestran investigaciones que han demostrado el efecto del ejercicio físico en el crecimiento o grosor de la capa de mielina de la materia blanca así como el surgimiento de nuevas neuronas en esta área, fundamentalmente en el hipocampo y criterios contrarios que lo niegan asegurando que las neuronas se forman durante la fase embrionaria. Por inferencia se llega a la conclusión que los ejercicios físicos aeróbicos influyen en el grosor de la capa de mielina pero no inciden directamente en la capacidad de almacenamiento de información en la memoria.

          Palabras clave: Memoria. Materia blanca. Neuronas. Ejercicios físicos.

 

Abstract

          The article provides a theoretical analysis of various other criteria relating to the loss of shape or not part of human aging memory, if the gray matter of the brain or disappears with age, or the emergence of new neurons and the role of exercise physical in the whole process and its contribution to the process of memory. Referenced on neurons of the brain, differentiated in their myelination, coinciding the thickness of the myelin covering the axons in white matter increases the speed of transmission of information in this area and to the different areas of gray matter. Research has shown the effect of exercise on growth or thickness of the myelin sheath of white matter and the emergence of new neurons in this area, primarily in the hippocampus and opponents deny criteria is ensuring that neurons they form during the embryonic stage. By implication it is concluded that aerobic exercise influence the thickness of the myelin sheath but do not directly affect the storage of information in memory.

          Keywords: Memory. White matter. Neurons. Physical exercises.

 

Recepción: 04/07/2015 - Aceptación: 08/10/2015

 

 
EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 20, Nº 210, Noviembre de 2015. http://www.efdeportes.com/

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Desarrollo

    Se denomina memoria al proceso psicológico básico de grabación, conservación y reproducción de la experiencia pasada. Las percepciones, pensamientos, sentimientos, aspiraciones, movimientos y acciones que tuvieron lugar en la experiencia pasada del hombre no desaparecen sin dejar alguna huella en la corteza cerebral, estas se mantienen en forma de unas u otras imágenes de la memoria, denominadas representaciones, las cuales se incluyen de forma orgánica en su actividad psíquica posterior.

    Hoy, cuando la revolución tecnológica se acelera y nos lleva a una generalización avanzada del uso de los teléfonos móviles o equipos electrónicos cada vez más inteligentes, parece que cada día se dependa más de ellos y menos de la memoria, lo que pudiera repercutir negativamente en su buen funcionamiento. Aunque estudios recientes demuestran que la pérdida de la memoria no forma parte del normal envejecimiento del ser humano, varias investigaciones confirman lo contrario, Estol (2011) asegura que "a partir de los 50 años ocurre un deterioro leve de la memoria".

    Por su parte Gertrudis Uruchurtu (2015) afirma “la realidad es que el cerebro sufre cambios. En la tercera edad empieza la pérdida de neuronas en zonas estratégicas como el hipocampo, que es donde se procesa la memoria. Este problema no es tan grave al principio, pues la flexibilidad del cerebro (plasticidad) permite compensar la pérdida activando otras áreas”.

    En la revista de divulgación de la ciencia de la Universidad Nacional Autónoma de México (2015) se expone que Jay Giedd y Nitin Gogtay, neurólogos del Instituto de Salud Mental en Bethesda, obtuvieron imágenes por resonancia magnética y tomografía del cerebro de 400 adolescentes sanos y comprobaron que parte de la materia gris del cerebro va desapareciendo con la edad, ya sea porque se trata de neuronas que no se están usando o porque se produjeron en exceso durante la niñez. La materia gris disminuye 1% cada año hasta que se cumplen 19 ó 20 años y es remplazada por la materia blanca.

    Cuando el deterioro es importante y empieza a afectar la vida cotidiana, puede deberse a enfermedades degenerativas, como el mal de Alzheimer, a procesos de deterioro vascular o a traumatismos de cráneo, difícil de revertir, al menos hasta donde la ciencia ha podido llegar.

    Constituyen la base fisiológica de la memoria las huellas de procesos nerviosos que existieron anteriormente y que se conservan en la corteza de los grandes hemisferios cerebrales como resultado de la plasticidad del sistema nervioso. Cualquier proceso nervioso provocado por un estímulo, ya sea la excitación o la inhibición, no pasa sin dejar rastro en el tejido nervioso, sino que deja allí una "huella" en forma de determinados cambios funcionales, los cuales facilitan por asociación el curso de los respectivos procesos nerviosos, cuando estos se repiten, y también su surgimiento reiterado al estar ausente el estímulo que lo provocó.

    Las conexiones neuronales en la corteza son estimuladas por la información que se recibe y se fortalecen y vinculan al contexto en que se forman. Una vez codificadas, estas imágenes o representaciones se conservan en la región de la corteza en la que la información fue percibida y procesada. Cuando sea necesario, u ocasionado por el contexto, esa memoria se activa para utilizarse como memoria de trabajo.[]

    Los procesos fisiológicos en la corteza cerebral, que se producen al recordar, son por su contenido similares que durante la percepción; la memoria necesita el funcionamiento de los mismos aparatos nerviosos que durante la percepción provocada por la acción directa del estímulo externo sobre los órganos de los sentidos. La diferencia radica solo en que durante la percepción los procesos fisiológicos centrales son mantenidos constantemente por la estimulación de los receptores, mientras que durante la memorización solo se representan las "huellas" de los procesos nerviosos que existieron antes.

    La percepción de los objetos exteriores tiene en su base fisiológica la actividad compleja de múltiples células nerviosas en diferentes partes de la corteza de los grandes hemisferios del cerebro, entre las cuales se establecen determinadas conexiones temporales que se distinguen por una determinada sistematicidad. Gracias a esto en el proceso de estímulos repetidos y reacciones de respuestas, en la corteza de los grandes hemisferios del cerebro se forman sistemas de conexiones más o menos sólidos y estables. La existencia de esta conexiones temporales de las neuronas es la que hace posible, el proceso de la memoria.

    Por su parte las neuronas, que son las células básicas del sistema nervioso, representan un cuerpo celular o soma del cual se originan unas prolongaciones cortas llamadas dendritas, y una prolongación única y larga denominada axón que conduce el impulso nervioso desde el soma hacia otra neurona, con la que se conecta a través de una unión funcional conocida como sinapsis. La cantidad de neuronas con que nace un ser humano no se ha podido determinar con exactitud, y los cálculos arrojan cantidades que han ido variando con el tiempo. “Los estudios más recientes en la que los científicos usaron una nueva metodología se calcula que el cerebro del ser humano tiene un número de unas 86 billones de neuronas”. (Rubín Martín, 2009)

    A través de las sinapsis se forman las redes complejas de circuitos neuronales en el sistema nervioso central, cada neurona es capaz de comunicarse o estar conectada a cientos o incluso miles de otras neuronas, formando estas redes extremadamente complejas. De estas conexiones dependen todos los procesos psicológicos básicos y superiores, y también nuestra memoria, por ende, todo el funcionamiento de nuestra mente. Estas conexiones se desarrollan y modifican a lo largo de la vida de acuerdo a las experiencias de la persona y sobre todo con el aprendizaje, que constituye la fuente principal de acumulación y refuerzos de experiencias.

    La cantidad total de sinapsis en el cerebro tampoco se conoce exactamente, pero se calcula que varía entre 100 trillones y un cuatrillón en dependencia de cada individuo y su propia experiencia de vida. Las neuronas, además de conectarse entre sí también establecen conexiones con músculos y glándulas para lograr el correcto funcionamiento de todo el organismo.

    En el encéfalo, las neuronas pueden estar mielinizadas o no, cuando lo están se denominan sustancia o materia blanca y, en caso contrario, sustancia o materia gris, este nombre lo recibieron por el aspecto diferenciado al fotografiarlas, la sustancia blanca se sitúa en la zona del interior del cerebro y la gris en el exterior.

    La materia gris, está integrada principalmente por los somas o cuerpos de las neuronas y las dendritas, tiene de 2 a 3 milímetros de espesor y se le relaciona con los procesos de aprendizaje y razonamiento, donde se elaboran los cálculos mentales y se almacenan los recuerdos. Esta materia se dispone, en el cerebro, en su superficie formando la corteza cerebral, que corresponde a la organización más compleja de todo el sistema nervioso.

    En el caso de la materia blanca, son la parte mensajera de las neuronas, los cables que las conectan entre ellas, son grupos de axones que transportan las señales nerviosas. El calibre de los axones y el grosor de la mielina que los recubre se ha asociado con la velocidad de procesamiento y conducción de la información, como la mielinización incrementa la velocidad de transmisión, mientras más compacta es la materia blanca, más rápida y eficiente será la actividad cerebral. Esta sería la capacidad de conectar diferentes regiones del cerebro de forma eficaz.

    Coge (2011) hace referencia a los estudios publicados en la Revista de Neurología, por Tirapau-Ustarroz y col. (2011) donde plantean que la materia blanca contribuye a la formación de redes a gran escala que caracterizan el cerebro humano. Según esta autora (Coge, 2011) en la formación de redes, el resultado final es mayor que la mera adicción de las partes, por esta razón, las modificaciones modestas en la sustancia blanca pueden ocasionar grandes cambios en la capacidad cognitiva.

    La integridad y las características de la estructura de la materia blanca son importantes para la trasmisión eficiente y veloz de los impulsos nerviosos entre las distintas áreas de la materia gris, así como para la integración de diferentes regiones del cerebro. Se ha analizado la estructura de varios trayectos de sustancia blanca que comunican regiones distantes como el que conecta la corteza cerebral con tallo cerebral, el lóbulo parietal con el temporal o el que va del hemisferio izquierdo al derecho, todos estos trayectos de materia blanca juegan un papel importante en las funciones de atención y memoria, fundamentalmente la memoria episódica, que representa eventos o sucesos relativos a detalles de situaciones vividas, a los recuerdos muy puntuales de momentos o lugares en que se presentaron los eventos.

    La revista Medimaging confirma lo anterior al declarar que en investigaciones publicadas el 20 de agosto de 2014 en la revista de acceso abierto Frontiers in Human Neuroscience, se ha comprobado diferencias sustanciales, relacionadas con el buen estado físico, en la integridad de varios tractos de la materia blanca del cerebro. “Se ha encontrado que todos estos tractos desempeñan un papel en la atención y la memoria, dijo la Dra. Chaddock-Heyman”. (Medimaging, 2014).

    Desde tiempos remotos se ha reconocido los beneficios del ejercicio físico para la salud, pero hasta hace muy poco tiempo, era muy escasa la información relacionada sobre los efectos que tenían los ejercicios físicos en la estructura y funcionamiento del cerebro, más allá de que este sirviera para aumentar su oxigenación, pues este alcanza valores aproximados del 20% del consumo de oxígeno del organismo. Sin embargo, desde hace algunas décadas algunos investigadores habían demostrado también cambios relacionados con el funcionamiento de neurotransmisores, específicamente serotonina o dopamina, que facilitan el proceso de la memoria.

    Más recientemente, “científicos señalan por qué la actividad física es tan buena para el cerebro y aseguran que aumenta el flujo sanguíneo, lo que mejora la salud cerebrovascular; liberan factores neurotróficos que estimula el crecimiento de nuevas neuronas; y los beneficios de metabolismo de la glucosa y de los lípidos que aportan nutrientes al cerebro”, declaraba Hernández (2014).

    Con imagen de resonancia magnética por difusión, publicado en la revista Frontiers in Human Neuroscience, y citado por Elisabeth Rigo (2014) se ha demostrado que bajo la influencia de ejercicios físicos, no solo han existido cambios de funcionabilidad, sino también cambios en la estructura cerebral, concretamente en la densidad de la materia blanca. Los nuevos hallazgos se suman a la evidencia de que el ejercicio aeróbico cambia el cerebro de forma tal que mejora, en sentido general, la función cognitiva. Según la Dra. Chaddock-Heyman “este estudio amplía nuestro trabajo anterior y sugiere que la estructura de la materia blanca puede ser un mecanismo adicional mediante el cual los niños que están en mejor forma superan a sus pares que no lo están, en las tareas cognitivas y en el aula”. (Medimaging, 2014)

    Según la revista Medimaging, citando también a Frontiers in Human Neuroscience, existe una relación directa entre la condición física y la materia blanca; cuando afirman que “estudios previos realizados en nuestro laboratorio han mostrado una relación entre la condición física y la integridad de la materia blanca en los adultos mayores, dijo el profesor Kramer. Por lo tanto, pareciera que la buena condición física puede tener efectos beneficiosos sobre la materia blanca durante toda la vida”. (Medimaging, 2014), aunque esta publicación solo hace referencia a la condición física que se manifiesta como capacidad de fuerza, velocidad, resistencia, flexibilidad y coordinación y no a la forma en que esta condición física es alcanzada, teniendo en cuenta que la definición de condición física alude al estado de la capacidad de rendimiento psico-física, al estado del cuerpo de un individuo y en sí la definición no incluye que sea resultado de la realización de ejercicios físicos, aunque pareciera que el autor quisiera relacionar la integridad de la materia blanca a la realización de ejercicios físicos.

    En el artículo de la revista de divulgación de la ciencia de la Universidad Nacional Autónoma de México (2015) se divulgan los resultados de una investigación aplicada a 68 pacientes afectados por trastorno bipolar, a los cuales se les valoró la memoria verbal y memoria de trabajo, entre otras funciones cognitivas, utilizando imágenes por tensor de difusión (DTI) para medir la integridad de la materia blanca, observando que la memoria de trabajo y los rendimientos cognitivos estudiados se asociaron a la integridad de la materia blanca en varias fibras de asociación: fascículo longitudinal inferior y superior, fascículo fronto-occipital inferior, haz del cíngulo, cuerpo calloso y corona radiata, confirmando la importancia de la integridad de la materia blanca como fundamento neurobiológico de los déficits cognitivos, lo que coincide con los estudios realizados por la investigadora de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, Laura Chaddock-Heyman y que varios sitios digitales en internet, a finales de 2014, hicieron alusión.

    En el citado artículo de la revista de divulgación de la ciencia de la Universidad Nacional Autónoma de México (2015) se expone que Jay Giedd y Nitin Gogtay, neurólogos del Instituto de Salud Mental en Bethesda, afirman que la gruesa capa de mielina que cubre a los axones de la materia blanca no sólo facilita la transmisión del impulso nervioso, también estabiliza las conexiones neuronales.

    Otras investigaciones recientes han estado demostrando, que bajo el efecto del ejercicio físico, en la materia blanca no solo ocurre el crecimiento o grosor de la capa de mielina que recubre a los axones, sino también, el surgimiento de nuevas neuronas en esta área, fenómeno llamado neurogénesis. La neurogénesis en adultos está actualmente siendo estudiada a mayor detalle, pero la primera evidencia de neurogénesis en mamíferos adultos en la corteza cerebral fue presentada por Joseph Altman en 1962, seguido por el descubrimiento de ésta en adultos en el giro dentado del hipocampo en 1963. A partir de la década de 1990 se puso nuevamente la neurogénesis en adultos en la mira de la comunidad científica, tratando de encontrar las causas que pudieran ocasionarla.

    Una de estas causas, sobre el surgimiento de nuevas neuronas, ha estado girando alrededor de la influencia del ejercicio físico en la materia blanca. En estudios realizados por el Centro de Terapias Regenerativas de Dresden, Alemania, en conjunto con la Universidad de Stanford en Estados Unidos, comprobaron que “inclusive los cerebros de los adultos pueden desarrollar nuevas neuronas como resultado de hacer ejercicio físico intenso”. (Peña, 2014)

    Publicaciones del diario The Huffington Post indican que células no neuronales inmaduras en el cerebro del adulto responden a factores de crecimiento de proteínas que son generadas en el cuerpo durante fuerte y prolongada actividad física, los cuales estimulan el desarrollo de nuevas neuronas en el hipocampo, que es una parte "antigua" de la corteza cerebral muy importante para la memoria y el aprendizaje, el hipocampo es el que está relacionado con la memoria de corto plazo, el almacenamiento de la memoria explícita, memoria episódica y a la memoria espacial; aunque esta última depende también de otras estructuras nerviosas. Según dicho diario estas nuevas neuronas tienen la capacidad de migrar a través del tejido cerebral para encontrar su propio lugar en el circuito neuronal.

    Según declara Delgado (2015) “De hecho, una revisión de la literatura científica publicada recientemente en la revista Trends in Cognitive Sciences indica que el crecimiento de nuevas células mejora la adaptación al entorno. Estos investigadores se focalizaron en el crecimiento de nuevas células en el área del hipocampo”.

    Según la revista Europa Press, en un artículo publicado en junio de 2013, donde hace referencia a un estudio publicado en la revista Cell, revela que “más de un tercio de las neuronas se renuevan periódicamente durante toda la vida en el hipocampo, una región importante del cerebro para la memoria y el aprendizaje, aspecto que logró comprobarse con la medición de la concentración de carbono-14 en el ADN de las neuronas del hipocampo de humanos fallecidos. De esta forma, cerca de 1.400 neuronas nuevas se añaden cada día durante la edad adulta y esta tasa decae modestamente con la edad”, este artículo hizo eco en varias publicaciones que replicaron los resultados de esta investigación.

    Sin embargo, parte de la comunidad científica ha cuestionado la evidencia científica y los métodos de estos descubrimientos, argumentando que las células nuevas podrían ser de origen glial, pero los experimentos diseñados para probar que no existe neurogénesis en adultos han sido inconclusos.

    En entrevista realizada por Quijada el día 18/04/2015 a Pasko Rakic, director del Departamento de Neurobiología y del Instituto Kavli de la Universidad de Yales y experto en el desarrollo del cerebro, este afirma que “todas las evidencias indican que no hay neuronas nuevas en la corteza cerebral humana, a diferencia de otras especies. Tal vez en el hipocampo, pero no en cantidad significativa (…). Las neuronas se forman en el útero y son el soporte de nuestra experiencia, entendiendo como positiva para el individuo esta condición (…). La ausencia de neurogénesis no sería una desventaja, permite que tengamos una memoria duradera, (…) “las neuronas de la corteza cerebral que estamos utilizando ahora nacieron cuando estábamos en el útero materno. Tienen nuestra misma edad y han ido adquiriendo experiencia y aprendido con nosotros. Si las reemplazáramos perderíamos esa experiencia y los recuerdos que guardan (…). Antes del nacimiento, cada neurona se coloca en el lugar que corresponde en el momento adecuado. Esto determina su estructura, función y las conexiones con otras células”. (Quijada, entrevista realizada a Pasko Rakic, 2015)

    Se pudiera concluir el análisis planteando que son controversiales las ideas y resultados alcanzados relacionados al crecimiento de las neuronas, su reproducción o sustitución, así como el papel que pudieran desempeñar los ejercicios físicos en dicho crecimiento; tampoco ha quedado definida la intensidad o frecuencia que deberían tener los ejercicios físicos para crear nuevas neuronas o lograr un aumento ideal del grosor de la capa de mielina que recubre a los axones. La tecnología para la comprobación de estos fenómenos es bastante limitada en países tercermundistas, por lo que su estudio resulta limitado, pero pudiera inferirse que si los ejercicios físicos aeróbicos influyen en el grosor de la capa de mielina que recubre a los axones en la materia blanca, entonces incide directamente en la velocidad de transmisión de los impulsos nerviosos entre neuronas, facilitando la velocidad en que ocurren las sinapsis, y en tal sentido, junto a los procesos cognitivos y afectivos la velocidad de los procesos de asociación, reconocimiento y reproducción de la memoria; pero no tendría que incidir directamente en la capacidad de almacenamiento de la información en la memoria. El discutido fenómeno de surgimiento de nuevas células nerviosas, fundamentalmente en el hipocampo, pudiera tener un efecto regenerador de la función de grabación de la memoria en aquellos sujetos con pérdidas neuronales, por traumatismos o enfermedades degenerativas, pero estas deben insertarse en los nuevos procesos sensoperceptuales, no cumpliendo ninguna función en las complejas redes de conectividad ya establecidas.

    Queda mucho por estudiar en esta pequeña área del cuerpo humano y la comunidad científica tiene ante sí un gran reto.

Bibliografía

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