O efeito do exercício na função cognitiva

                  Muitas pesquisas investigam o efeito do exercício físico na cognição. O objetivo dessas pesquisas são avaliar os efeitos agudos neurofisiológicos e neuropsicológicos decorrentes do exercício na cognição. Além disso, os estudos também investigam se durante o esforço, atletas diminuem sua performance em tarefas que dependem de funções cognitivas mais complexas  (planejamento, atenção dividida,  memória de trabalho), usadas em esportes como futebol, vôlei ou basquete. Além disso, estudos de dupla tarefa analisam as interações que podem ocorrer entre duas tarefas (cognitiva e motora), prejudicando o desempenho em atividades de vida diária, sobretudo em idosos, levando a incidência de quedas. No livro "Exercise and cognitive function - McMorris T, TomporowskiP & Audiffren  M (2009)", algumas teorias são colocadas no entendimento do efeito do exercício físico na cognição:

1)  Modelo de Kahneman's - É o primeiro modelo cognitivo-enegético. A partir desse modelo conclui-se que  

o exercício e a tarefa cognitiva competem pelos mesmos recursos de alerta e esforço pode ocorrer um prejuízo na performance da tarefa cognitiva

 2) Modelo de Sander - Nessa teoria, as fases do processamento da informação pode depender do alerta, do esforço e da ativação. O exercício físico aumenta o alerta e a ativação promovendo uma melhora no desempenho cognitivo. No entanto, se há uma competição entre o exercício físico e a tarefa  pelo esforço  realizado, pode haver um prejuízo na cognição. 

3) Modelo de Humphreys e Revelle's - Nesse modelo, traços de personalidade e características da tarefa podem modular o alerta e o esforço. A partir dessa teoria, pode haver um prejuízo somente em tarefas de memória de curto prazo realizadas durante o exercício.

4) Modelo de Hockey - Essa teoria é um modelo de controle compensatório. De acordo com essa teoria quando a tarefa cognitiva e o exercício competem pelo esforço, há uma modificação do controle automático para a estratégia de controle do esforço. Nele não há prejuízo cognitivo durante o exercício.

Essas teorias são importantes para o entendimento da interação entre o exercício e a cognição.

Para saber mais: 

Tomporowski, P. (2003). Effects of acute bouts of exercise on cognition Acta Psychologica, 112 (3), 297-324 DOI: 10.1016/S0001-6918(02)00134-8

Esforço baseado em recompensa: nova hipótese da depressão

          Não é novidade que o exercício físico é uma ferramenta eficaz para minimizar os sintomas depressivos. Estudos concluem que sua prática pode levar tanto a remissão dos sintomas quanto resposta (redução de 50% dos sintomas). Mas uma nova hipótese vem sendo discutida: o esforço físico e a recompensa. Kelly Lambert, uma pesquisadora inglesa da Faculdade de Randolph-Macon, sugeriu que a incidência de depressão está associada com o nível de atividade física essencial para os recursos básicos diários, ou seja, ela se referia ao esforço baseado na recompensa. Por exemplo, no passado para se conseguir o alimento, era necessário plantar, semear, colher e, só então, cozinhar. Essa recompensa (comer) baseada no esforço para consegui-la seria muito mais prazerosa e intensa comparada comparada com hoje em dia. Assim, essa hipótese poderia explicar (adicionada à outras teorias)  o aumento na prevalência de depressão com o passar dos anos. 

                 Pode ser curioso e polêmico, mas o assunto está baseado em explicações neurobiológicas. A principal área do cérebro utilizada para a essa explicação é o núcleo acumbente. Esse núcleo posiciona-se entre o estriado e o sistema límbico. A partir de suas projeções e aferências, esse núcleo pode modular tanto funções motoras como emotivas. O déficit nessas funções está associado com sintomas depressivos, são eles: diminuição do interesse, agitação psicomotora, diminuição da motivação e da energia e diminuição de habilidades. Duas regiões do núcleo acumbente (NA) modulam essas funções: o "core" modula os movimentos voluntários e o "shell" modula os sistemas motivacionais. 

                                 

         Na depressão a modulação dessas funções pelo núcleo acumbente não estaria sendo exercida de forma plena. Estudos com ratos mostraram que lesões no NA poderia levar a um menor esforço pela recompensa, os ratos preferiram caminhos mais curtos que levavam a recompensas menores do que caminhos mais longos com recompensas maiores. Além disso, a modulação do córtex pré-frontal através de projeções serotonérgicas para o sistema límbico poderia estar prejudicada na depressão. O córtex pré-frontal interpreta a informação recebida pelo tálamo, impondo a devida relevância a informação. Após isso sua aferência para o núcleo acumbente promove a resposta comportamental. A partir dessas informações, pode-se analisar um novo papel indireto, e não mais direto, da serotonina na etiologia da depressão. 

               O artigo é bastante interessante, mas são necessárias algumas observações sobre o tema:

1) A falta de diagnóstico preciso nas doenças mentais no século passado - Assim, há um aumento do diagnóstico de depressão (devido a melhora no instrumento de diagnósticos) e, portanto, um aumento na prevalência das doenças.

2) O mundo de hoje: mais competitivo, mais exigente em todos os aspectos - Fator determinante para desenvolvimento de estresse e ansiedade, transtornos associados à depressão.

3) O artigo cita exemplos de povos chineses que possuem menores índices de depressão, devido a fatores culturais, sobretudo ao agriculturismo e auto-suficiência - Vale a pena referenciar um estudo da Universidade de Lees que avaliou a associação entre internet e suicídio explicando os vários suícidios ocorridos em 2008 no País de Gales, onde todos os suicidas eram usuários compulsivos de internet. E na China a internet é controlada....

Todos os fatores enumerados acima, assim como o artigo são bastantes polêmicos. No entanto, sabemos que fatores ambientais, culturais e genéticos estão associados a depressão, inclusive, todos podem participar de sua etiologia. As investigações desses fatores são necessárias não somente para o estudo exclusivo de cada um deles na incidência da depressão, como também para possíveis fatores confundidores em pesquisas epidemiológicas, por exemplo.

LAMBERT, K. (2006). Rising rates of depression in today's society: Consideration of the roles of effort-based rewards and enhanced resilience in day-to-day functioning Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 30 (4), 497-510 DOI: 10.1016/j.neubiorev.2005.09.002

ESTRESSE X EXERCÍCIO

                   O exercício físico tem sidoamplamente estudado através de seu efeito na redução da ansiedade e do estresse. Diversos estudos apontam também um efeito crônico na redução dos sintomas depressivos  (veja aqui). No entanto, ele é considerado um estímulo estressante, já que aumenta a freqüência cardíaca, a freqüência respiratória, liberando cortisol e catecolaminas, alterando a homeostase.

                                     Como explicar esse "paradoxo"?
                 Apesar dessas transformações agudas, seu efeito crônico promove alterações adaptativas, diminuindo a ativação do eixo do estresse em resposta ao exercício. Essas alterações também podem ser observadas em repouso, para isso uma teoria foi postulada pelos pesquisadores australianos  Sarbadhikari & Saha *(1996). A diferença entre a resposta ao estresse e o exercício foi "resolvido" como um modelo matemático. Eles provaram que os estresse aumenta a atividade e a concentração de subtipos de receptores localizados na região anterior direita e posterior esquerda do cérebro. Já a resposta ao exercício seria na região anterior esquerda e posterior direita. Dessa forma:

      Esses receptores promovem respostas diferentes. Receptores associados ao estresse poderia produzir resposta ansiogênica pela ativação da enzima adenil ciclase e AMPc. Já os receptores associados ao exercício produziriam resposta contrária, resultando em ação ansiolítica. Dessa forma o estresse ativa o hemisfério frontal direito e posterior esquerdo (associado com emoções negativas) e o exercício o oposto (associado com emoções positivas). Esses resultados corroboram a hipótese approach/withdrawal (Davidson, 1990)**

Resolvido a estória? Não!!! São necessários mais estudos para provar a idéia. No próprio artigos os autores enumeram diversas possibilidade de estudos que poderiam substanciar essa hipótese:

1 - Escolher qualquer neurotransmissores e verificar as diferenças na atividade e concentração dos subtipos de receptores em diferentes partes do cérebro - durante condições saudáveis, com o treinamento com exercícios, com o estresse crônico e na combinação dessas condições

2 - Realizar experimentos similares com outros neurotransmissores

3 - Mensurar as concentrações/atividade de BDNF e/ou outros tipos de fatores tróficos durante essas condições e correlacionar com a atividade dos subtipos de neurotransmiddores em regiões específicas do cérebro.

4 - Correlacionar achados neuroquímicos com ressonância magnética funcional e achados de EEG quantitativo

5 - Correlacionar condições clínicas com achados laboratoriais

6 - Correlacionar achados farmacológicos com não farmacológicos (exercício físico)

7 - Realizar outros modelos matemáticos baseados em novas experiências.

Referências:

* Moderate exercise and chronic stress produce counteractive effects on different areas of the brain by acting through various neurotransmitters receptor subtypes: a hipothesis. Theoretical biology and medical modelling, 3:33. 2006

**  Approach-withdrawal and cerebral asymmetry: emotional expression and brain physiology. Journal of personality and social psychology 58: 330-341, 1990


Davidson RJ, Ekman P, Saron CD, Senulis JA, & Friesen WV (1990). Approach-withdrawal and cerebral asymmetry: emotional expression and brain physiology. I. Journal of personality and social psychology, 58 (2), 330-41 PMID: 2319445

Congresso Anual da SBNeC

Atividade X Sedentarismo: interação do sistema dopaminérgico

                    

           Os benefícios do exercício físico TODO MUNDO sabe: emagrecimento, qualidade de vida, bem-estar, prevenção de doenças, condicionamento... Mas aí, vem preguiça, desculpas, e acabamos deixando para o outro dia. Isso é comum, por vários motivos, existem dias que o corpo está anti-esforço. No entanto, existem pessoas completamente inativas, que não sentem vontade e ânimo para praticar qualquer atividade física. Só praticam levantamento de garfo, copo, e flexão e extensão dos dedos para mexer no controle remoto. Mas, existe uma explicação científica pra isso?

             Uma artigo recente***, publicado no International Journal of biological sciences, diz que sim!!!! Segundo os autores esse comportamento é explicado por uma interação gene + ambiente. Para eles, componentes genéticos/ biológicos que regulam a prática de atividade físicas são explicados por mecanismos periféricos (tipo de fibra, número de mitocôndrias, componentes do metabolismo celular, consumo de oxigênio, etc) e mecanismos centrais ( sinalização celular, neurotransmissores, comportamento motivacional, etc).  Estudos com ratos mostraram que não só os componentes periféricos podem diferir os ratos de raças mais ativas das sedentárias, como também, fatores centrais. Aqueles de raça mais ativa tem maiores níveis de fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). Nesses ratos são encontradas diferentes respostas de exercício físico após a administração de agonistas e antagonistas de dopamina.

                A dopamina está associada com recompensa, motivação, controle do movimento motor, aprendizado e emoção. Características que levam o sistema dopaminérgico a um forte candidato para o controle da atividade física voluntária. Entretanto, os estudos com humanos, investigam a dopamina como uma conseqüência da atividade física, ou seja, sua liberação após o exercício físico. A hipótese desses pesquisadores, baseia-se no sistema dopaminérgico como uma variável independente e não dependente do exercício. Os neurônios dopaminérgicos do cérebro originam-se em duas áreas distintas: substância nigra com projeção para o estriado, via tracto nigroestriatal e área tegmental ventral com projeções para o córtex e núcleo acumbente, via tracto mesolímbico. O primeiro está associado com a locomoção e o segundo com a motivação. Para os autores esse sistema mesolímbico pode ser o componente genético que irá determinar as características motivacionais dos indivíduos ativos e sedentários. Como ilustrado no esquema abaixo:

Ainda são necessários diversas pesquisas para confirmar essa hipótese. Só não pode usar isso como desculpa para ficar no sedentarismo. Aí não dá...


***Knab and Lightfoot (2010) "Does the difference between physically active and couch potato lie in dopamine system? International journal of biological science 6(2): 133-150.

Vida de estudante ou desabafo...

.......Nossa! Quanto tempo que eu não escrevo NADA!!! Bom, não escrevo aqui pq é tanto projeto, artigo, tese, prova...Que o blog fica pra depois! Resolvi, então, escrever sobre a vida de doutoranda. Não é fácil. Muitas vezes dá vontade de desisitir pois não é como uma simples pós. É muita ralação, muita coisa pra estudar, pra aprender.. É a política da faculdade, o artigo que não é aceito, os comentários dos revisores.. O problema é que não é só isso, EXISTE VIDA FORA DO DOUTORADO!!! Trabalhar, namorar, passear, ver a família, cuidar da casa, do marido! Aff!!!! Mas, no final, tudo compensa. Quando vc recebe uma boa nota da prova, quando é aprovada com louvor, quando recebe um elogio do orientador ou dos alunos de iniciação científica. É quando vc olha pra trás e vê o quanto vc aprendeu e o quanto cresceu!

Esse post é destinado à todos os alunos que trabalham com pesquisa, seja alunos de mestrado ou iniciação científica.

Afinal, como Einsten dizia, só há um lugar onde o sucesso vem antes do trabalho: no dicionário!!!

Abraços

É tudo culpa da endorfina?

No final dos anos 60, o termo "o barato do exercício" (do inglês runner's high ) foi introduzido para definir as transformações psicológicas causadas por uma corrida. Esses efeitos foram relatados como felicidade, euforia, motivação, diminuição da dor e ( que viagem!) uma sensação de unidade entre o indivíduo e o seu ser interior. Para a explicação desse fenômeno, os pesquisadores voltaram-se para a hipótese da endorfina. Até que todas as pesquisas realizadas não foram capazes de substanciar essa hipótese. Alguns estudos não observaram aumento na concentracão plasmática de endorfina, enquanto outros não observaram associação entre a concentração de endorfina plasmática e a melhora no humor após uma sessão de exercícios. A questão que mais intrigava era se a concentração de endorfina plasmática refletia a endorfina central.

Recentes estudos de neuroimagens usando tomografia por emissão de pósitrons e um ligante específico para endorfina avaliaram se 10 atletas, depois de um exercício extenuante ,poderia m apresentar alterações nos receptores de endorfina. Ou seja, funciona assim: se os ligantes marcados injetados antes do exercício apresentassem menor ligação com os receptores de enfdorfina após o exercício, isso significa que houve um aumento na liberação endógena de endorfina.




.. E isso realmente ocorreu em áreas do circuito emocional (circuito fronto-limbico) que tem conexões com múltiplas áreas que estão envolvidas na função cognitiva e em processos emocioinais, motores e sensoriais. O efeito da endorfina no cérebro é análogo a heroína e a morfina, ou seja, drogas exógenas que ativam as vias dopaminérgicas mesolímbica e mesocortical, que afetam as sensações de recompensa e prazer.


Até aí tudo bem, porém.. (sempre tem um porém). Um outro estudo, utilizando a mesma técnica não observou alterações significativas no sistema dopaminérgico após 30 minutos de corrida em esteira. Esses resultados não confirmaram o "vício" causado pelo exercício, apesar de outros estudos terem afirmado o ocorrido através de escalas validadas e através de observação em ratos.


Bom, resultado final: correr faz bem, libera endorfina e não vicia - quimicamente falando- ( ou até que provem o contrário)!