El ejercicio estimula el aprendizaje de habilidades motoras a través de cambios en los transmisores del cerebro
Un grupo de neuronas del mesencéfalo que expresan acetilcolina (azul) están hechas para expresar otro tipo de neurotransmisor, el glutamato (amarillo). Crédito: Spitzer Lab, UC San Diego
Los médicos nos han inculcado incansablemente los muchos beneficios del ejercicio. La energía, el estado de ánimo, el sueño y las habilidades motoras mejoran con un régimen regular de ejercicios que incluye actividades como correr. Esto se ha vuelto de particular interés en el momento de la pandemia de COVID-19.
Pero, ¿qué sucede en el cerebro durante estos estados de salud mejorados? Los cambios neurológicos subyacentes que abren la puerta a estos beneficios no han sido claros.
Ahora, el científico asistente del proyecto Hui-quan Li y el distinguido profesor Nick Spitzer de la Universidad de California en San Diego han identificado modificaciones neurológicas clave luego de ejercicio. Al comparar los cerebros de ratones que hacían ejercicio con los que no lo hacían, Li y Spitzer descubrieron que neuronas específicas cambiaban sus señales químicas, llamadas neurotransmisores, después del ejercicio, lo que conducía a un mejor aprendizaje para la adquisición de habilidades motoras.
«Esto El estudio proporciona una nueva perspectiva sobre cómo nos hacemos buenos en las cosas que requieren habilidades motoras y proporciona información sobre cómo se aprenden realmente estas habilidades», dijo Spitzer, presidente de la familia Atkinson en la Sección de Ciencias Biológicas de Neurobiología y director del Instituto Kavli para el Cerebro. y la mente.
Los resultados del estudio se publicaron el 4 de mayo en Nature Communications.
El laboratorio de Spitzer descubrió el cambio de neurotransmisores en el cerebro de los mamíferos adultos y ha liderado una investigación innovadora sobre la capacidad de las neuronas para cambiar su identidad de transmisor en respuesta a estímulos sostenidos, lo que generalmente conduce a cambios en el comportamiento. Después de llevar a cabo una investigación que describía el cambio de neurotransmisores en la depresión, Spitzer y sus colegas comenzaron a centrar su atención en cómo dicho cambio podría estar involucrado en condiciones saludables.
Los videos revelan los movimientos torpes de un ratón que corre sobre una rueda en el primer día de ejercicio y carrera profesional después de una semana de autoentrenamiento. Crédito: Spitzer Lab, UC San Diego
Li dice que los resultados subrayan la importancia del ejercicio, incluso en casa durante la actual situación de cuarentena pandémica.
«Este estudio muestra que es bueno para el cerebro agregar más plasticidad», dijo Li. «Para las personas que deseen mejorar su aprendizaje de habilidades motoras, puede ser útil hacer algún ejercicio para promover esta forma de plasticidad en beneficio del cerebro. Por ejemplo, si espera aprender y disfrutar deportes desafiantes como el surf o la escalada en roca. cuando ya no nos estamos refugiando en casa, puede ser bueno correr rutinariamente en una caminadora o mantener una práctica de yoga en casa ahora».
Durante el nuevo estudio, Li y Spitzer compararon ratones que completaron un una semana de ejercicio sobre ruedas para correr con ratones que no tenían acceso a ruedas para correr. Descubrieron que el grupo que hizo ejercicio adquirió varias habilidades motoras exigentes, como mantenerse en una barra giratoria o cruzar una barra de equilibrio más rápidamente que el grupo que no hizo ejercicio.
Cuando se examinaron los cerebros de los ratones que corrían, un Se descubrió que un grupo de neuronas en la región del cerebro conocida como núcleo pedunculopontino caudal (cPPN) que regula la coordinación motora cambió los neurotransmisores de acetilcolina a GABA.
Para confirmar sus hallazgos, los investigadores usaron herramientas moleculares para bloquear el interruptor del transmisor recién identificado como resultado del ejercicio. Descubrieron que se impedía la mejora del aprendizaje de habilidades motoras en estos ratones. Con base en sus hallazgos, los investigadores proponen un nuevo modelo en el que la conversión de neuronas colinérgicas excitatorias cPPN en neuronas inhibidoras GABAérgicas proporciona un control de retroalimentación que regula la coordinación motora y el aprendizaje de habilidades.
Los videos revelan los movimientos torpes de un ratón que corre sobre una rueda en el primer día de ejercicio y carrera profesional después de una semana de autoentrenamiento. Crédito: Spitzer Lab, UC San Diego
Los investigadores dicen que el descubrimiento podría conducir a nuevos hallazgos en los que el cambio de neurotransmisores conduce a cambios clave en las habilidades motoras. Los investigadores dicen que les gustaría probar ideas como si los neurotransmisores podrían cambiarse deliberadamente para beneficiar las habilidades motoras, incluso sin hacer ejercicio. También planean realizar investigaciones sobre si el ejercicio desencadena de manera similar los beneficios del aprendizaje de habilidades motoras en personas con trastornos neurológicos.
«Sugerimos que el cambio de neurotransmisores proporciona la base por la cual la carrera sostenida beneficia el aprendizaje de habilidades motoras, presentando un objetivo para el tratamiento clínico de los trastornos del movimiento», concluyen los autores en el artículo.
Dice Spitzer: «Con la comprensión de este mecanismo surge la oportunidad de manipularlo y aprovecharlo para otros fines beneficiosos. En las personas lesionadas o individuo enfermo, podría ser una forma de cambiar las cosas… para darle un impulso adicional al sistema nervioso».
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¿Quiere un cerebro más elástico? Intenta mezclar tu entrenamiento Más información: Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16053-7 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad de California – San Diego Cita: El ejercicio aumenta el aprendizaje de habilidades motoras a través de cambios en los transmisores del cerebro (4 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-boosts-motor-skill-brain-transmitters.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.