Il ruolo neuromodulatore della dopamina nel migliorare il tempo di reazione attraverso l’esercizio cardiovascolare acuto
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Le persone spesso si sentono più vigili e più intelligenti dopo un ottimo allenamento e la dopamina potrebbe essere la ragione.
Un nuovo piccolo studio condotto da ricercatori britannici e giapponesi ha scoperto che gli uomini rilasciavano livelli più elevati di neurotrasmettitore cerebrale durante l’esercizio. A sua volta, ciò sembrava essere correlato a migliori prestazioni nei test di pensiero, hanno detto i ricercatori.
"Questi ultimi risultati supportano la nostra precedente teoria secondo cui le prestazioni cognitive durante l’esercizio sono influenzate dai cambiamenti negli ormoni regolatori del cervello, inclusa la dopamina", ha affermato il coautore dello studio, il dottor Joe Costell della School of Science. Sport, salute ed esercizio fisico presso l’Università di Portsmouth, Inghilterra.
I risultati sono stati recentemente pubblicati su The Journal of Physiology .
Nello studio, Costello e il team dei suoi colleghi hanno fatto partecipare 52 uomini a tre esperimenti separati. Durante gli esperimenti, l’attività cerebrale di tutti è stata monitorata con sofisticate immagini PET.
- In un test, agli uomini è stato chiesto di lavorare su compiti mentalmente impegnativi mentre andavano in bicicletta sdraiati.
- Nel secondo esperimento, gli uomini hanno completato gli stessi compiti, ma questa volta hanno ricevuto "stimolazione muscolare elettrica " invece dell’allenamento.
- Il terzo esperimento prevedeva il completamento di compiti mentali durante l’esercizio e la stimolazione elettrica dei muscoli.
Sulla base dei dati della scansione PET, il gruppo di Costello ha riscontrato un aumento del rilascio di dopamina nel cervello mentre gli uomini facevano esercizio attivo, noto come esercizio "volontario" .
Questo aumento della dopamina era correlato a miglioramenti nell’esecuzione di compiti mentali.
Nessun effetto simile è stato osservato quando i muscoli venivano semplicemente stimolati elettricamente, un esercizio noto come “involontario” .
"Abbiamo voluto eliminare il movimento muscolare volontario durante una parte dello studio, per vedere se il processo in cui l’esercizio acuto migliora le prestazioni cognitive è presente durante l’ esercizio artificiale ," ha spiegato l’autore principale dello studio, Soichi Ando, in una nota. della Portsmouth University Press.
"I nostri risultati indicano che l’esercizio dovrebbe essere eseguito partendo dai segnali centrali del cervello e non solo dal muscolo stesso", ha detto Ando. È professore associato presso il Laboratorio di scienze della salute e dello sport, Japan Electrocommunications University.
"Ciò suggerisce che quando diamo al nostro comando centrale di muovere il nostro corpo durante un allenamento, questo è il processo che aiuta il rilascio di dopamina nel cervello", ha aggiunto Ando.
Costello ha sottolineato che il rilascio di dopamina non è probabilmente l’unico fattore che rende l’esercizio così efficace per mantenersi in forma. "Potrebbero esserci anche una serie di altri fattori psicofisiologici, tra cui il flusso sanguigno cerebrale, l’eccitazione e la motivazione, che svolgono un ruolo", ha detto.
Il punto, secondo Costello: "Questi risultati supportano prove crescenti che la prescrizione di esercizi è una terapia praticabile per una serie di condizioni di salute nel corso della vita".
Discussione
L’aumento dell’attività fisica attenua la perdita di dopamina (DA) correlata all’età e la disponibilità dei recettori DA è associata all’attività fisica e al livello di forma aerobica. Questi risultati sottolineano il legame tra attività fisica e sistemi dopaminergici. Nel presente studio, dimostriamo che l’esercizio acuto produce un rilascio endogeno di dopamina (DA) nel cervello .
È importante sottolineare che il miglioramento del tempo di reazione (RT) era correlato al rilascio di dopamina endogena (DA) indotto dall’esercizio acuto. È stato proposto che la relazione tra il livello di eccitazione indotta dall’esercizio e la prestazione cognitiva sia a forma di U invertita. È interessante notare che si ritiene che anche la relazione tra il sistema DA e le prestazioni cognitive sia a forma di U invertita, con livelli eccessivi e insufficienti di DA che influiscono sulle prestazioni cognitive. In effetti, è stato riportato che troppa o troppo poca dopamina (DA) indebolisce il rapporto segnale-rumore negli studi sui primati. Pertanto, è probabile che l’esercizio acuto, almeno con l’intensità e la durata di quello utilizzato nel presente studio, rilasci dopamina endogena (DA) verso un livello ottimale, migliorando così le prestazioni del tempo di reazione (RT).
Le nostre nuove scoperte estendono la nostra comprensione meccanicistica della neuromodulazione nel cervello umano dopo l’esercizio fisico acuto e, in particolare, ad una più ampia comprensione dell’importanza dei sistemi dopaminergici per la funzione cognitiva con implicazioni di vasta portata per la promozione della salute cognitiva e delle condizioni neuropsichiatriche.
È probabile che i risultati attuali contribuiscano anche alla prescrizione di esercizio fisico per le malattie neurologiche, poiché i sistemi dopaminergici sono importanti per l’eziologia dei disturbi neurocomportamentali, tra cui il morbo di Parkinson, il disturbo da deficit di attenzione e iperattività e la schizofrenia.
Sebbene uno studio precedente abbia supportato solo parzialmente il miglioramento cognitivo mediato dalla dopamina (DA) dopo l’intervento con esercizio fisico (Jonasson et al., 2019), esistono prove promettenti che suggeriscono che l’ intervento con esercizio fisico porta alla neuroplasticità nella segnalazione dopaminergica nei pazienti con Parkinson in stadio iniziale malattia (Fisher et al., 2013) e consumatori di metanfetamine (Robertson et al., 2016).
Sono urgentemente necessari ulteriori studi per comprendere appieno come il rilascio endogeno di DA sia correlato alla promozione della salute cognitiva dopo un intervento di esercizio.
Conclusioni e messaggio finale
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