El papel neuromodulador de la dopamina en la mejora del tiempo de reacción mediante ejercicio cardiovascular agudo

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La gente a menudo se siente más alerta y más inteligente después de un gran ejercicio, y la dopamina podría ser la razón.

Un nuevo y pequeño estudio realizado por investigadores británicos y japoneses encontró que los hombres liberaban niveles más altos del neurotransmisor cerebral durante el ejercicio. A su vez, eso parecía estar relacionado con un mejor desempeño en las pruebas de pensamiento, dijeron los investigadores.

"Estos últimos hallazgos respaldan nuestra teoría anterior de que el rendimiento cognitivo durante el ejercicio se ve afectado por cambios en las hormonas reguladoras del cerebro, incluida la dopamina", dijo el coautor del estudio, el Dr. Joe Costell de la Escuela de Ciencias del Deporte, la Salud y el Ejercicio de la Universidad de Portsmouth, en Inglaterra.

Los hallazgos fueron publicados recientemente en The Journal of Physiology.

En el estudio, el equipo de Costello y sus colegas hizo que 52 hombres participaran en tres experimentos separados. Durante los experimentos, se monitoreó la actividad cerebral de todos con sofisticadas imágenes PET.

1. En una prueba, se pidió a los hombres que trabajaran en tareas mentalmente desafiantes mientras andaban en bicicleta acostados.
    
2. En el segundo experimento, los hombres completaron las mismas tareas, pero esta vez recibieron "estimulación muscular eléctrica", en lugar de un entrenamiento.
    
3. El tercer experimento los hizo completar tareas mentales mientras hacían ejercicio y recibían estimulación muscular eléctrica.

Con base en los datos de las tomografías por emisión de positrones, el grupo de Costello encontró un aumento en la liberación de dopamina en el cerebro mientras los hombres hacían ejercicio activamente, lo que se conoce como ejercicio "voluntario".

Ese aumento de dopamina se relacionó con mejoras en la realización de tareas mentales.

No se observó tal efecto cuando los músculos simplemente se estimulaban eléctricamente, lo que se conoce como ejercicio "involuntario".

"Queríamos eliminar el movimiento muscular voluntario durante parte del estudio, para ver si el proceso en el que el ejercicio agudo mejora el rendimiento cognitivo está presente durante el ejercicio fabricado", explicó el autor principal del estudio, Soichi Ando, ​​en un comunicado de prensa de la Universidad de Portsmouth.

"Nuestros resultados indican que el ejercicio debe realizarse a partir de las señales centrales del cerebro, y no solo del músculo en sí", dijo Ando. Es profesor asociado en el Laboratorio de Ciencias de la Salud y el Deporte de la Universidad de Electrocomunicaciones de Japón.

"Esto sugiere que cuando le decimos a nuestra orden central que mueva nuestro cuerpo durante un entrenamiento, ese es el proceso que ayuda a la liberación de dopamina en el cerebro", añadió Ando.

Costello enfatizó que la liberación de dopamina probablemente no sea el único factor que hace que el ejercicio sea tan bueno para mantenerse en forma. "También podría haber una serie de otros factores psicofisiológicos, incluido el flujo sanguíneo cerebral, la excitación y la motivación, que influyen", dijo.

La conclusión, según Costello: "Estos hallazgos respaldan la creciente evidencia de que la prescripción de ejercicio es una terapia viable para una serie de condiciones de salud a lo largo de la vida".

Discusión

Una mayor actividad física atenúa la pérdida de dopamina (DA) relacionada con la edad y la disponibilidad del receptor de DA se asocia con la actividad física y el nivel de aptitud aeróbica. Estos hallazgos enfatizan el vínculo entre la actividad física y los sistemas dopaminérgicos. En el presente estudio, demostramos que el ejercicio agudo produce una liberación endógena de dopamina (DA) en el cerebro.

Es importante destacar que la mejora en el tiempo de reacción (RT) se correlacionó con la liberación endógena de dopamina (DA) inducida por el ejercicio agudo. Se ha propuesto que la relación entre el nivel de excitación inducida por el ejercicio y el rendimiento cognitivo tiene forma de U invertida. Curiosamente, también se cree que la relación entre el sistema DA y el rendimiento cognitivo tiene forma de U invertida, con niveles excesivos e insuficientes de DA que afectan el rendimiento cognitivo. De hecho, se ha informado que demasiado o muy poca dopamina (DA) debilita la relación señal-ruido en estudios con primates. Por lo tanto, es probable que el ejercicio agudo, al menos con la intensidad y duración del utilizado en el estudio actual, libere dopamina (DA) endógena hacia un nivel óptimo, mejorando así el rendimiento del tiempo de reacción (RT).

Nuestros nuevos hallazgos amplían nuestra comprensión mecanicista de la neuromodulación en el cerebro humano después del ejercicio físico agudo y, en particular, a una comprensión más amplia de la importancia de los sistemas de dopamina para la función cognitiva con implicaciones de gran alcance para la promoción de la salud cognitiva y las condiciones neuropsiquiátricas.

También es probable que los hallazgos actuales contribuyan a la prescripción de ejercicio para enfermedades neurológicas, ya que los sistemas dopaminérgicos son importantes para la etiología de los trastornos neuroconductuales, incluida la enfermedad de Parkinson, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad y la esquizofrenia.

Aunque un estudio previo solo respaldó parcialmente la mejora cognitiva mediada por dopamina (DA) después de la intervención con ejercicio (Jonasson et al., 2019), existe evidencia prometedora que sugiere que la intervención con ejercicio conduce a la neuroplasticidad en la señalización dopaminérgica en pacientes con enfermedad de Parkinson en etapa temprana (Fisher et al., 2013) y consumidores de metanfetamina (Robertson et al., 2016).

Se necesitan urgentemente más estudios para comprender completamente cómo la liberación endógena de DA está relacionada con la promoción de la salud cognitiva después de una intervención de ejercicio.