Ciò sta mettendo in discussione l’idea tradizionale di esercizio fisico inteso perlopiù come un tipo attività muscolare che non richiede impegno cognitivo.
Ma se gli effetti positivi sul cervello sono sempre più dimostrati, meno chiaro è perché e come l’attività fisica influenzi il cervello.
Per fare un po’ di luce ci vengono in aiuto gli studi di due professori universitari americani, Raichlen e Alexander.
Secondo loro, infatti, capire come e perché l’attività fisica influenzi il cervello potrebbe risultare molto importante per comprendere su quali attività orientarci, così da aumentarne gli effetti benefici sulla cognizione.
Con la finalità di prevenire o contenere il declino e l’atrofia cognitivi tipici dell’invecchiamento. Nello specifico, il riferimento è al loro Modello della capacità adattiva e ad articoli pubblicati tra il 2015 e il 2020 [5-8].
Secondo gli studiosi, per rispondere a questa prima domanda è necessario avere presenti quali aree del cervello e quali aspetti della cognizione siano più responsivi all’esercizio. Quindi, in base a numerose evidenze scientifiche, ci ricordano che:
_ L’esercizio sembra essere legato alla produzione del fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF), proteina prodotta dalle contrazioni muscolari, che favorirebbe la genesi di nuovi neuroni e il benessere di quelli esistenti;
_ Pare che l’esercizio incrementi la struttura (cioè le dimensioni e le connettività) di alcune aree del cervello, tra cui l’ippocampo.
Un accrescimento del volume ippocampale potrebbe tradursi in un miglioramento della memoria, aspetto che di fatto è stato dimostrato ampiamente nella popolazione anziana;
_ Esercizio aerobico e espansione delle cortecce prefrontali appaiono correlati positivamente.
Tale aumento migliorerebbe l’efficienza delle funzioni cognitive esecutive (pianificazione, presa di decisioni e abilità multitasking), che, come la memoria, subirebbero un peggioramento durante l’invecchiamento.
Per rispondere a questa seconda domanda, gli studiosi, in primis, prendono spunto da quanto accade a livello fisico durante l’esercizio aerobico.
Di solito, puntualizzano, si assiste a un miglioramento della prestazione atletica perché, per esempio, se camminiamo o corriamo, i nostri muscoli richiedono più ossigeno e col tempo il nostro sistema cardiovascolare risponderà con un incremento delle dimensioni del cuore e la formazione di nuovi vasi sanguigni.
“Questi cambiamenti cardiovascolari – affermano – sono primariamente una risposta alle sfide fisiche dell’esercizio, risposta che può migliorare la resistenza” [7, p. 26].
Quindi, se anche nel cervello si verificano delle modificazioni grazie all’esercizio aerobico, la chiave è chiedersi quali sfide cognitive intrinseche all’attività fisica – che appunto, come già detto, non può più essere pensata come mera attività motoria senza implicazioni a livello cognitivo – stimolino risposte adattive del cervello, cioè un miglioramento delle sue funzionalità.
Secondo loro ed in particolare secondo il loro già menzionato Modello della capacità adattiva, alcuni eventi chiave della storia evolutiva dell’umanità potrebbero svelarci i segreti di questa relazione positiva tra “muscoli” e cervello.
Relazione che, come vedremo sotto, si è rivelata cruciale per la sopravvivenza dei nostri antenati, ma che ancora oggi potrebbe proteggere il cervello e il suo potenziale cognitivo, nonostante l’avanzare dell’età.
Nello specifico, il riferimento è a due importanti cambiamenti evolutivi che si sono verificati a partire da sei, sette milioni di anni fa e che ci hanno differenziato dagli altri primati, attraverso progressivi adattamenti anatomici e comportamentali.
Il primo cambiamento si presentò quando i nostri antenati modificarono il loro modo di camminare: dalla quadrupedia passarono alla bipedia, cioè iniziarono a camminare sugli arti inferiori e col busto eretto.
Essere bipedi presuppose che tra un passo e l’altro il corpo potesse trovarsi in equilibrio, a volte anche precario, su un solo piede, invece che su due o più arti come accadeva prima.
A quel punto il nostro cervello si trovò a dover coordinare molte più informazioni di prima e ad aggiustare via via l’attività muscolare per mantenere l’equilibrio.
Inoltre, mentre questi compiti venivano assolti, era fondamentale anche prestare attenzione agli ostacoli presenti in ambiente.
In altre parole, il solo fatto di diventare bipedi potrebbe avere aumentato il numero di stimoli e sfide cui far fronte da parte del nostro cervello, rispetto ai nostri antenati quadrupedi.
Il secondo cambiamento si ebbe quando gli ominidi divennero fisicamente più attivi.
All’inizio dell’evoluzione umana, i nostri antenati bipedi erano prevalentemente erbivori sedentari.
Ma circa due milioni di anni fa, una parte del loro habitat si inaridì a causa del clima freddo e almeno un gruppo di umani iniziò ad alimentarsi in un modo nuovo, con la caccia e la raccolta.
Questa nuova forma di sussistenza si perpetrò per circa due milioni di anni, fino all’avvento dell’agricoltura e dell’allevamento, 10.000 anni fa.
Diventare raccoglitori e cacciatori significò incrementare considerevolmente l’attività fisica aerobica.
Innanzi tutto procacciarsi da mangiare attraverso la caccia e la raccolta, in luoghi lontani e sconosciuti, esigeva che si prestasse attenzione all’ambiente, in modo da essere sicuri di dove ci si trovava in ogni momento.
L’area cerebrale deputata a questo tipo di orientamento spaziale è il già menzionato ippocampo.
Inoltre era necessario monitorare l’ambiente per rilevare la presenza di possibili fonti di cibo, attraverso input sensoriali (visivi e uditivi) e ricordare dove si era già stati e si era trovato cibo.
In questi casi il cervello si appella alla memoria a lungo e a breve termine per prendere decisioni e pianificare i percorsi. Si tratta di compiti cognitivi supportati soprattutto, di nuovo, dall’ippocampo e dalle cortecce prefrontali.
In aggiunta, spesso i raccoglitori-cacciatori si muovevano in gruppo: possiamo immaginarceli coinvolti in conversazioni, mentre il loro cervello era anche impegnato nell’equilibrio e nell’orientamento spaziale.
Questo multitasking è controllato, in parte, ancora una volta dalle cortecce prefrontali.
Infine, concludono i ricercatori, i nostri antenati cacciatori e raccoglitori avevano necessità di assolvere a tutte queste funzioni mentre percorrevano tratti di più di 20 km, con passo veloce.
Il multitasking, se svolto ad alte velocità, diventa ancora più complesso e richiede un’elaborazione di informazioni ancora più veloce.
Secondo la prospettiva evolutiva propria Raichlen e Alexander, ciò significa poter contare su un cervello pronto a rispondere a sfide molteplici durante e dopo la ricerca di cibo, proprio per assicurarsi il massimo delle possibilità di trovare cibo e quindi di garantirsi un adattamento al nuovo contesto.
Ma, così come previsto dal Modello proposto dai ricercatori, le risorse psicologiche per costruire e mantenere un tale cervello da “atleta di resistenza” [6, p. 3], cacciatore e raccoglitore costano molte energie all’organismo umano.
E se non si presenta la necessità, come accade nelle nostre società industrializzate, caratterizzate sempre più da inattività cronica, questo sistema così dispendioso va adattivamente in risparmio energetico.
Le implicazioni a livello cognitivo sono importanti.
Con le parole dei due professori, “un’assenza di attività motoria in generale o di sfide cognitive durante l’esercizio potrebbe portare ad una riduzione delle capacità cerebrali o al mantenimento di capacità sub-ottimali” [6, p. 5], che costituirebbero l’anticamera dell’atrofia cognitiva tipica dell’invecchiamento.
Ma fare semplicemente più esercizio potrebbe non realizzare l’intero potenziale dell’attività fisica nel tenere a bada il declino cognitivo.
Pensiamo a come oggi giorno viene praticato di solito l’esercizio fisico.
Spesso si va in palestra e si utilizzano macchinari stazionari, dove gli stimoli a livello cognitivo sono estremamente ridotti: è tutto molto prevedibile e prestabilito, per esempio la velocità da tenere o il tipo di pendenza.
Anche mantenere l’equilibrio posturale è molto più semplice su un liscio tapis roulant che sui terreni sconnessi propri del contesto naturale.
E se con questo tipo di esercizio non stessimo pienamente valorizzando il nostro potenziale cognitivo?
Molto interessante è l’ipotesi che avanzano i ricercatori: oltre ad interventi cognitivi specifici uniti all’esercizio, così come studiati in ambito di ricerca, è possibile che anche la partecipazione ad attività motorie che richiedono combinazione di compiti cognitivi e aerobici, molto simili a quelli richiesti ai nostri antenati, possa aiutarci.
Già nel 2016, infatti, insieme ad altri colleghi, avevano riscontrato che in un campione di giovani podisti competitivi cross-country, cioè che corrono lunghe distanze su terreni naturali, si verificava un aumento della connettività cerebrale fra le aree associate alle funzioni cognitive esecutive, a confronto con giovani adulti in buona salute, ma sedentari.
Avevano quindi concluso che “queste differenze potrebbero sorgere in risposta alle richieste cognitive proprie della corsa su sentieri unite all’esercizio aerobico” [8, p. 11].
Forse a questo punto una domanda potrebbe sorgere.
E se anche il trekking, che di fatto è una attività motoria aerobica, di resistenza e multitasking, molto simile a quella praticata dai nostri antenati raccoglitori e cacciatori potesse rappresentare quella ottimale combinazione di attività fisica e sfide cognitive necessaria a proteggere il cervello e il suo potenziale cognitivo, nonostante l’avanzare dell’età?
Del resto proprio il trekking e il cammino sono attività che si svolgono in ambiente naturale, di solito in gruppo, che richiedono buone capacità di orientamento, di presa di decisioni, può essere anche molto impegnativa fisicamente in base alle distanze percorse e dislivello.
Bibliografia
1. Colcombe SJ & Kramer AF (2003). Fitness effects on the cognitive function of older adults: a meta-analytic study. Psychological Science; 14, 125–130.
2. Cotman CW & Berchtold NC (2002). Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends in Neurosciences; 25, 295–301.
3. Hillman CH, Erickson KI & Kramer AF (2008). Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. Nature Reviews Neuroscience; 9, 58–65.
4. Kramer AF, Erickson KI & Stanley JC (2006). Exercise, cognition, and the aging brain. Journal of Applied Physiology; 101, 1237–1242.
5. Pontzer H, Raichlen DA, Wood BM, Emery Thomson M, Racette SB, Mabulla AZP, & Marlow FW (2015). Energy expenditure and activity among Hadza hunter-gatherers. American Journal of Human Biology; 27, 628–637.
5. Raichlen DA & Alexander GE (2017). Adaptive Capacity: An evolutionary-neuroscience model linking exercise, cognition, and brain health. Trends in Neurosciences; 40(7), 408–421.
6. Raichlen DA & Alexander GE (2020). Why brain need exercise. Scientific American; 322 (1), 14-29.
7. Raichlen DA, Bharadwaj PK, Fitzhugh, Haws KA, Torre G-A, Trouard TP & Alexander GE (2016). Differences in Resting State Functional Connectivity between Young Adult Endurance Athletes and Healthy Controls. Frontiers in Human Neuroscience; Nov 29, 10, 610.
