Numerose dimensioni della salute umana sono influenzate positivamente dall’attività fisica, compresa la salute neurologica. Molteplici linee di prova convincenti indicano che l’attività fisica, in particolare l’esercizio aerobico, è un potente stimolo per la neurogenesi, protegge i nuovi neuroni e aumenta la cognizione e le prestazioni cerebrali.
Tuttavia, alcuni tipi di attività fisica possono anche causare danni cerebrali acuti e possibili conseguenze neurodegenerative .
Gli esempi più notevoli sono gli sport che aumentano il rischio di commozione cerebrale e l’esposizione a impatti ripetitivi alla testa.
I neurologi dello sport si trovano quindi ad affrontare un interessante enigma: perché il cervello umano dipende dall’attività fisica per funzionare in modo ottimale ed è tuttavia suscettibile ai danni derivanti da particolari forme di atletica?
Mentre la conoscenza dei meccanismi immediatamente responsabili di un fenomeno biologico è necessaria per spiegare come esiste quel fenomeno, solo la teoria e i dati evoluzionistici possono spiegare perché esiste. Pertanto, ne consegue che una comprensione scientifica soddisfacente del motivo per cui le attività sportive sono necessarie e potenzialmente pericolose per la salute del cervello umano richiede una prospettiva evolutiva.
L’ obiettivo di questo lavoro è quello di fornire risposte a tre domande. Innanzitutto, per quale tipo di attività fisica sono adatti gli esseri umani? In secondo luogo, in che modo il cervello umano si è evoluto insieme ai modelli di attività fisica? E in terzo luogo, per quali tipi di attività fisica il cervello umano è scarsamente o inadeguatamente adattato?
| A quali tipi di attività fisica è adatto l’uomo ? |
Per dimostrare che gli esseri umani sono adattati a determinati tipi di attività fisica, è utile ricordare Darwin e la sua teoria della selezione naturale.
La selezione naturale è il risultato di tre fenomeni: (1) tutti gli organismi hanno caratteristiche diverse; (2) alcuni di questi tratti sono ereditari; e (3) gli organismi competono per le risorse. La profonda intuizione di Darwin era che, nel tempo, i tratti ereditari che migliorano o ostacolano la capacità di un organismo di competere e produrre prole diventano più o meno comuni attraverso le generazioni.
Molti adattamenti umani sono legati alla nostra capacità di essere fisicamente attivi. La sopravvivenza e il successo riproduttivo degli esseri umani, come di tutti gli animali, dipendono dalla capacità di spostarsi per ottenere risorse, trovare compagni ed evitare i predatori. La selezione naturale ha dato origine a diversi modelli di attività fisica tra gli animali
Nello specifico, gli esseri umani sono ben adattati per attività che richiedono resistenza piuttosto che potenza e per attività rare o assenti in altri primati e mammiferi, come la capacità di camminare e correre per lunghe distanze a velocità relativamente elevate in condizioni calde e aride.
I modelli unici di attività fisica degli esseri umani sono iniziati quando i lignaggi umani e scimpanzé si sono differenziati dal nostro ultimo antenato comune tra 8 e 5 milioni di anni fa. Questa specie era una forma di scimmia quadrupede che viveva nelle foreste tropicali dell’Africa. Quasi certamente era ben adattato per arrampicarsi sugli alberi, combattere e altre attività che richiedevano energia, ma era meno capace di attività di resistenza come i viaggi a lunga distanza.
Ci sono prove che gli Australopithecus (7-4 milioni di anni) fossero adattati per una combinazione di attività sia sul terreno che sugli alberi, con gli arti inferiori che mostravano adattamenti chiave per la camminata bipede, ma gli arti superiori che conservavano molte caratteristiche utili per arrampicarsi. Sebbene il bipedismo nell’Australopithecus probabilmente non fosse del tutto simile a quello umano, la selezione naturale apparentemente favoriva adattamenti che permettevano loro di viaggiare e procurarsi il cibo in modo più efficiente in habitat aperti e non boschivi.
L’Homo erectus (3-2 milioni di anni) era il più antico antenato conosciuto con un corpo essenzialmente umano. A differenza dell’Australopithecus, che conservava adattamenti alla vita sugli alberi, l’Homo erectus era un bipede a pieno titolo. È stata la prima specie a praticare uno stile di vita di caccia e raccolta, ciò comportava una forte dipendenza da attività che richiedevano resistenza, soprattutto camminare su lunghe distanze. Oggi, pochi gruppi umani continuano a vivere di caccia e raccolta, tranne quelli che lo fanno e che vivono nell’Africa calda e arida
Un altro adattamento fondamentale dell’Homo erectus era la sua capacità di correre di resistenza, molto probabilmente per la caccia. La persistenza della caccia è resa possibile dalla capacità degli esseri umani di percorrere lunghe distanze a velocità che richiedono il galoppo dei mammiferi quadrupedi.
Uno dei vantaggi che gli esseri umani hanno a questa velocità è la capacità unica sviluppata di rinfrescare il corpo attraverso la sudorazione.
Tutti gli altri mammiferi devono rinfrescarsi ansimando, cosa che non possono fare galoppando. Pertanto, se inseguiti per lunghi periodi, soprattutto in condizioni calde, gli animali si surriscaldano e si nascondono per rinfrescarsi. I cacciatori umani inseguono a intermittenza la loro preda mentre corrono e poi la seguono mentre camminano; Alla fine, gli animali collassano a causa dell’ipertermia, a quel punto diventano facili bersagli.
| In che modo il cervello umano si è evoluto insieme ai modelli di attività fisica? |
Sebbene l’Australopithecus avesse un cervello leggermente più grande di quello degli scimpanzé, l’ingrandimento del cervello era pronunciato in H. Erectus. I cervelli sono diventati ancora più grandi nei discendenti, tra cui H. neanderthalensis (1170–1740 cm3) e gli esseri umani moderni, H. sapiens (1100–1900 cm3). La coincidenza tra il picco iniziale delle dimensioni del cervello nell’Homo erectus e l’emergere di adattamenti per la resistenza e lo stile di vita dei cacciatori-raccoglitori suggerisce fortemente che questi fenomeni siano evolutivamente collegati.
La sussistenza dei cacciatori-raccoglitori dipende in modo critico dalle nostre capacità cognitive uniche e complesse. Tra le abilità più vitali c’è una maggiore capacità di cooperare, che deve essere stata abilitata nell’Homo erectus e nei suoi antenati più recenti dall’espansione del cervello. Per raggiungere questo obiettivo è necessario un cervello attrezzato per l’apprendimento culturale, in cui il comportamento sociale di una persona si forma a partire dalle informazioni ottenute da altri membri del gruppo.
L’apprendimento culturale, a sua volta, richiede una teoria della mente pienamente sviluppata (la capacità di comprendere le menti degli altri), il potere di ragionare, la facoltà di comunicare attraverso il linguaggio e il comportamento simbolico, i mezzi per realizzare un monitoraggio di complesse interazioni sociali e i mezzi per frenare gli impulsi egoistici e aggressivi. Tutte queste capacità cognitive umane sono assenti o sottosviluppate in altri primati.
La caccia pone l’ulteriore e impegnativa sfida cognitiva di dover anticipare gli schemi di movimento di prede evasive e spesso criptiche, non solo per localizzare l’animale in primo luogo, ma anche per seguirlo. Per realizzare queste imprese sono necessari sia il pensiero induttivo che quello deduttivo: logica induttiva per trovare e seguire l’animale sulla base di indizi provenienti da tracce, tracce e altre viste e odori, e logica deduttiva per formare ipotesi su come è probabile che l’animale si comporti e utilizzare indizi per testare queste previsioni. Gli elementi cognitivi utilizzati nel tracciamento degli animali possono rappresentare le radici del pensiero scientifico .
Sebbene le basi neurofisiologiche della motivazione e della propensione degli esseri umani per determinati tipi di attività fisica non siano completamente comprese, è probabile che una componente cruciale sia il circuito di ricompensa naturale del cervello . Questo sistema altamente sensibile risponde agli stimoli generati dall’attività fisica, in particolare dall’esercizio aerobico, e sembra svolgere un ruolo importante nel motivare le persone a essere fisicamente attive e a migliorare le prestazioni. Pertanto, le ricompense neurobiologiche potrebbero essere un obiettivo importante per la selezione naturale che favorisce particolari modelli di attività fisica, in particolare attività basate sulla resistenza.
| Per quali tipi di attività fisica il cervello umano non è ben adattato? |
Sebbene i medici possano considerare l’esercizio fisico come una strategia per prevenire o aiutare a curare le malattie, i biologi evoluzionisti considerano l’attività fisica come un antico adattamento. Da questo punto di vista, fino a tempi molto recenti, gli esseri umani non potevano mai evitare l’attività fisica; Pertanto, il cervello umano lo richiede semplicemente perché ci siamo evoluti per essere fisicamente attivi. La domanda più interessante è perché il cervello umano si è evoluto per funzionare così male senza attività fisica.
Nel cervello, l’aumento dei livelli di attività fisica, in particolare l’esercizio aerobico, determina un aumento della produzione di fattori neurotrofici che, a loro volta, aumentano la neurogenesi, la neuroprotezione e la funzione cognitiva.
L’argomentazione secondo cui il cervello umano non è adattato a individui fisicamente attivi ma con energia limitata porta al concetto di malattie da disadattamento . I disadattamenti sono malattie oggi più comuni o gravi perché i nostri corpi e il nostro cervello sono scarsamente o inadeguatamente adattati agli ambienti moderni.
I due criteri principali per identificarli sono che:
(1) La malattia è attualmente più comune o più grave che tra le popolazioni umane del passato.
(2) I determinanti prevenibili delle malattie sono diventati più comuni negli ambienti moderni.
Diverse malattie neurologiche e psichiatriche sono buoni candidati per malattie da disadattamento, soprattutto quelle in cui l’inattività fisica è un fattore di rischio o può accelerare la malattia, come l’Alzheimer, il morbo di Parkinson, la sclerosi multipla, l’ansia e la depressione. . Acquisire una migliore comprensione della salute neurologica e mentale dei cacciatori-raccoglitori viventi e di altre popolazioni contemporanee non industrializzate che vivono in modo tradizionale dovrebbe essere un obiettivo della ricerca futura.
Una prospettiva evolutiva è rilevante anche per affrontare il motivo per cui il cervello umano è così suscettibile ai danni derivanti da particolari attività comuni in alcuni sport. Nel corso della storia evolutiva, i crani umani sono diventati sempre più fragili e soggetti a fratture.
Sebbene i meccanismi responsabili di questo aumento della fragilità del cranio non siano ben compresi, un fattore importante potrebbe essere la ridotta reattività degli androgeni negli esseri umani moderni, che potrebbe essere stata favorita dalla selezione naturale perché facilitava la caccia e la caccia. raccolta promuovendo la tolleranza sociale. Indipendentemente dalle cause, tuttavia, la conseguenza di questo cambiamento evolutivo è che il cervello umano è particolarmente vulnerabile alle emorragie dovute a fratture del cranio.
Sebbene gli esseri umani non siano gli unici animali suscettibili all’esposizione a commozioni cerebrali o impatti ripetitivi alla testa , la straordinaria espansione del cervello umano nel corso dell’evoluzione lo ha reso soggetto a danni causati da forze di accelerazione e decelerazione. Sebbene questo adattamento sia stato vitale per la caccia e la raccolta, è avvenuto al prezzo di una capacità gravemente ridotta di resistere alle accelerazioni e alle decelerazioni del cervello, che si verificano comunemente tra le persone che partecipano a sport di contatto/collisione.
| Conclusione |
Il cervello umano richiede attività fisica per funzionare in modo ottimale perché si è evoluto tra i nostri antenati cacciatori-raccoglitori che raramente erano in grado di evitare l’esercizio basato sulla resistenza. Inoltre, poiché l’energia proveniente dagli alimenti era limitata tra i nostri antenati, essi si sono sviluppati per richiedere stimoli di attività fisica adattabili alla capacità della domanda.
Di conseguenza, il cervello umano è scarsamente adattato all’estrema inattività fisica tipica di molte persone oggi, il che con ogni probabilità contribuisce all’attuale elevata prevalenza e gravità di molti disturbi neurologici e di salute mentale. Grazie alla nostra storia evolutiva di cacciatori-raccoglitori fisicamente attivi, il cervello umano è adattato per trarre significativi benefici per la salute dalle attività atletiche, in particolare quelle che comportano l’esercizio aerobico.
Tuttavia, purtroppo, cervelli umani eccezionalmente grandi sono anche vulnerabili ai danni provocati da alcuni sport, in particolare gli sport di contatto/collisione, che aumentano il rischio di commozioni cerebrali e di esposizione ripetitiva agli impatti della testa.
