Estudo mostra que 20 minutos de ciclismo alteram ripples do hipocampo ligados à memória

Exercício e benefícios neurológicos no cérebro

A prática de exercício físico traz efeitos marcantes em todo o corpo humano - e isso inclui o cérebro.

Estudos vêm apontando diversos ganhos neurológicos, como diminuir a idade biológica do cérebro, favorecer a aprendizagem e a memória e ajudar a proteger contra a demência.

Um novo estudo agora oferece uma das visões mais nítidas até aqui de um mecanismo suspeito: depois de uma única sessão de 20 minutos de ciclismo leve a moderado, foram observadas mudanças na atividade cerebral associada à memória.

Como o estudo registrou as ondas agudas e ripples do hipocampo (iEEG)

Uma onda aguda com ripple (em inglês, sharp wave-ripple) no hipocampo começa com padrões altamente sincronizados de atividade neuronal nessa região do cérebro, que tem funções essenciais para a memória. Em seguida, esses sinais se propagam para outras áreas, influenciando grande parte do córtex e também algumas regiões subcorticais.

Grande parte do que se sabe sobre esses ripples vem de estudos com animais e com humanos que recorreram a implantes para medir a atividade cerebral.

Já captar alterações rápidas na atividade do cérebro pouco depois do exercício é mais difícil - e, em geral, isso é feito com exames de neuroimagem que apenas sugerem como o exercício pode melhorar a função cerebral, ao detectar, por exemplo, maior oxigenação do sangue.

Neste novo trabalho, uma equipa internacional avaliou a atividade cerebral de 14 pessoas com epilepsia que tinham eletrodos implantados no cérebro "solely on the basis of clinical requirements, as determined by a team of epileptologists and neurosurgeons," conforme explicam os autores.

Os investigadores relatam que o estudo fornece a "first direct evidence" de ripples do hipocampo em cérebros humanos após atividade física.

Isso permitiu uma observação rara da atividade dos neurónios dentro do cérebro humano depois do exercício, afirma a autora sénior Michelle Voss, neurocientista cognitiva na Universidade de Iowa.

"We've known for years that physical exercise is often good for cognitive functions like memory, and this benefit is associated with changes in brain health, largely from behavioral studies and noninvasive brain imaging," diz Voss.

"By directly recording brain activity, our study shows, for the first time in humans, that even a single bout of exercise can rapidly alter the neural rhythms and brain networks involved in memory and cognitive function."

Os participantes do estudo tinham entre 17 e 50 anos, apresentavam epilepsia resistente a medicamentos e estavam em avaliação pré-cirúrgica.

Os eletrodos implantados possibilitaram o registo de dados de eletroencefalografia intracraniana (iEEG), que são úteis no tratamento da epilepsia e também podem ajudar a esclarecer fenómenos cerebrais como os ripples do hipocampo.

O que mudou após 20 minutos de ciclismo leve a moderado

Depois de um aquecimento, os participantes pedalaram numa bicicleta estacionária por 20 minutos num ritmo que acreditavam conseguir manter durante todo o período. A iEEG registou a atividade cerebral antes e após a sessão, revelando um panorama raro de como o exercício pode reforçar a função do cérebro.

O exercício elevou a taxa de ripples no hipocampo. Além disso, fortaleceu a conectividade entre os ripples do hipocampo e a atividade em outras regiões do cérebro: no sistema límbico e na rede de modo padrão (default mode network, DMN).

Isso aconteceu após apenas uma sessão de exercício leve a moderado, levando a dinâmicas de ripples significativamente diferentes entre o hipocampo e o córtex e refletindo resultados já sugeridos por estudos anteriores de neuroimagem.

O estudo também identificou uma associação entre maior intensidade do exercício - medida pela frequência cardíaca durante a atividade - e um aumento mais forte das dinâmicas de ripples em redes neurais específicas, como a DMN, enquanto os participantes descansavam após o exercício.

Apesar da amostra relativamente pequena, os investigadores afirmam que o trabalho oferece um vislumbre raro do cérebro humano depois do exercício, gerando perceções valiosas que provavelmente se aplicam a pessoas com ou sem epilepsia.

"The patterns we see after exercise closely match what's been observed in healthy adults using noninvasive brain imaging," diz Voss.

"That convergence across very different methods is one of the strongest indicators that the effects are not specific to epilepsy but reflect a more general human brain response to exercise."

O estudo foi publicado na revista Brain Communications.