Come l’esercizio fisico ci aiuta ad apprendere

 

In uno dei nostri precedenti post abbiamo esaminato gli effetti dell’esercizio fisico sul cervello, e abbiamo visto in particolare come l’attività fisica di moderata intensità migliori la capacità di pensare aumentando temporaneamente il flusso sanguigno cerebrale. Questo effetto funziona temporaneamente, purché si continui a mantenere il giusto livello di intensità dell’esercizio.

In questo articolo cercheremo di rispondere a un’altra domanda: l’esercizio fisico può indurre miglioramenti duraturi nelle capacità cognitive? La ricerca attuale suggerisce che la risposta a questa domanda è sì. L’esercizio fisico favorisce un aumento dei livelli di alcune sostanze che migliorano la capacità del cervello di acquisire e conservare nuove informazioni.

La plasticità cerebrale

Fino a qualche decennio fa, si credeva che il nostro cervello fosse un organo relativamente statico, quasi immutabile al cambiamento, e che la produzione di nuovi neuroni cessasse subito dopo la nascita. Già a partire dagli anni 80, tuttavia, si è scoperto che in realtà non è così, e che il cervello è un organo in continuo cambiamento, un fenomeno noto come plasticità cerebrale, o neuroplasticità. Un’area del nostro cervello che ha una notevole capacità di crescita e riorganizzazione delle connessioni neuronali è l’ippocampo. Quest’area cerebrale a forma di cavalluccio marino svolge un ruolo centrale nell’apprendimento e nella memoria, ed è ormai chiaro che la sua struttura continui a svilupparsi e a modificarsi anche in età adulta.

Come si formano i ricordi nel cervello?

Per acquisire nuove conoscenze, i neuroni devono formare nuove sinapsi, ovvero nuove connessioni tra di loro, che permettono l’immagazzinamento dei ricordi. Quando si impara qualcosa di nuovo, all’interno del cervello si verifica uno schema di “accensione” dei neuroni che rappresenta il nuovo concetto. Quando quel particolare schema di attività cerebrale viene attivato con sufficiente intensità e con adeguata regolarità, si forma un ricordo perché la struttura fisica delle connessioni viene modificata.

Quando parliamo di un ricordo immagazzinato, consolidato, significa che possiamo riprodurre l’informazione nella nostra testa come pensiero, o persino come abilità, o ancora come reazione subconscia.

Per conservare ciò che è stato appreso, queste connessioni devono essere mantenute, cosa che di solito avviene solo attraverso l’uso ripetuto. Ecco perché talvolta è molto difficile ricordare il nome di una persona che si conosceva molto bene a scuola, ma che non si vede da 20 anni.

Quindi, ricapitolando, l’apprendimento richiede che la struttura dei neuroni cambi fisicamente e per farlo sono necessarie le sostanze chimiche giuste. L’acquisizione e il mantenimento dei ricordi richiedono quindi il giusto apporto di sostanze chimiche e di stimoli.

Come l’esercizio fisico aiuta l’apprendimento

Questa capacità di modificare le connessioni neuronali è favorita quando siamo inseriti in un ambiente ricco di stimoli e che supporta l’atto stesso dell’apprendimento. Uno studio pubblicato su Annual Review of Psychology ha dimostrato che gli animali che vivono in ambienti che offrono opportunità di stimoli diversi – sociali, cognitivi, sensoriali e motori – mostrano una maggiore formazione di nuovi neuroni rispetto agli animali che vivono in gabbie di laboratorio standard. In particolare, l’esercizio fisico si distingue come un potente stimolo per migliorare l’apprendimento, soprattutto perché innesca la produzione di sostanze che stimolano l’interconnettività dei neuroni. Ma come avviene questo fenomeno?

La proteina Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)

Durante l’esercizio fisico attiviamo i neuroni del prosencefalo, i quali utilizzano due neurotrasmettitori chiamati acetilcolina e acido gamma-aminobutirrico (GABA). Questi messaggeri comunicano con l’ippocampo, struttura responsabile della formazione dei ricordi, suggerendogli di produrre una proteina chiamata fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF), che aiuta i neuroni a crescere e a connettersi.

Quando svolgiamo esercizio fisico, l’aumento del BDNF si può osservare nel giro di pochi minuti, fino a raggiunge un picco dopo circa 3 giorni. Questo livello di BDNF può rimanere elevato per settimane, a patto che si svolga un’attività fisica regolare.

Alla luce di queste evidenze, appare chiaro che la nostra cognizione trarrà maggiori benefici da un’attività fisica regolare inserita nella nostra routine quotidiana, rispetto a un’attività fisica occasionale, anche se molto intensa.

Effetti sulla resistenza allo stress

L’esercizio fisico può aiutare la memoria anche indirettamente, riducendo lo stress cronico e aumentando la resistenza allo stress occasionale. Sappiamo bene che l’esposizione prolungata a un forte stress aumenta la produzione di cortisolo, il cosiddetto ormone dello stress. Il cortisolo, quando raggiunge livelli elevati, interferisce con la capacità di scrivere nuovi ricordi. Poiché l’esercizio fisico è un’attività che allevia lo stress, la produzione di cortisolo si riduce, e questo favorisce la creazione di nuovi ricordi.

Conclusioni

È innegabile che l’esercizio fisico abbia innumerevoli effetti benefici sulla salute fisica e mentale, ma ora sappiamo che esercita anche un ruolo fondamentale nell’apprendimento di nuove conoscenze, sia in maniera diretta (attraverso la produzione di alcuni neurotrasmettitori) che in maniera indiretta (attraverso la riduzione dello stress).

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