O exercício físico tem assumido cada vez mais um papel importante em vários aspectos. Tradicionalmente ligado a estética (emagrecimento, aumento de massa muscular, “definição”), hoje o exercício figura como fator importante em diversos aspectos relacionados à saúde, sendo indicado como estratégia não medicamentosa adjuvante para diversas condições como a Diabetes Mellitus, Hipertensão arterial, inclusive a doença de Parkinson, doença de Alzheimer e limitação cognitiva moderada. O exercício físico é considerado como a única polipilula (conceito no qual um único fator/medicamente serviria para diversas condições) atuando em virtualmente todos os sistemas corporais dos pés à cabeça (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23997192).

Do ponto de vista cerebral, diversos pesquisadores têm tentado entender como o cérebro controla e responde a estímulos que ocorrem durante o exercício utilizando técnicas neurocientíficas. Nesse blog iremos apresentar as (talvez) três mais comuns, comentando sobre suas vantagens e desvantagens. A propósito, você já viu nosso blog sobre Atividade física e saúde mental: como pedalar pode melhorar suas emoções?

A primeira delas é a eletroencefalografia (EEG). O EEG, como já mostrado em outros blogs mensura as oscilações elétricas produzidas por grupos de neurônios piramidais que disparam de forma sincronizadas. Por mensurar atividade elétrica, é obviamente, sensível a artefatos de movimento, pois o músculo produz atividade elétrica que é de uma amplitude muito maior que os sinais cerebrais. Por esse motivo, muitos pesquisadores desenham seus experimentos de forma a medir os desfechos antes ou após o exercício físico, para fugir dessa fonte de artefatos que pode ser o exercício. O momento no qual a medida é feita depende também do objetivo do estudo. Por exemplo, estudos na área da cognição se aproveitam da excelente resolução temporal do EEG para avaliar as modificações nos potenciais relacionados a estímulos cognitivos em repouso após o exercício. Por outro lado, outros pesquisadores objetivam saber o que ocorre DURANTE o exercício, como por exemplo o papel do cérebro na fadiga (por que paramos o exercício? O que limita nosso desempenho físico? Qual o papel do cérebro nisso?). Nesse sentido, existem diversos estudos na literatura onde o EEG foi utilizado para mensurar a atividade elétrica cerebral durante o exercício, inclusive exercício de alta intensidade.

Fonte: https://doi.org/10.1152/jn.00497.2015





Fonte: https://doi.org/10.1152/jn.00497.2015

A segunda ferramenta é a espectroscopia por infravermelho próximo (NIRS). Se você ainda não conhece, também existem outros blogs sobre essa ferramenta. Resumidamente, o NIRS mensura as modificações na atividade hemodinâmica cerebral e, a partir disso, é possível inferir a atividade de determinadas regiões. Por essa característica, o NIRS é menos afetado por artefatos de movimento do que o EEG, mas por outro lado possui uma resolução temporal menor que o EEG. Similarmente ao EEG, o NIRS tem sido utilizado tanto antes e após quanto durante o exercício físico em indivíduos saudáveis e em portadores de determinadas doenças, como por exemplo, o acidente vascular encefálico (AVE).

Fonte: https://doi.org/10.1007/s00421-007-0568-7


A terceira ferramenta é a ressonância magnética (RM) que, similarmente ao NIRS, também é dependente da resposta hemodinâmica cerebral. Se você conhece a RM deve estar se perguntando, é possível fazer exercício dentro de uma RM? Sim, é! A grande vantagem da RM é a excelente resolução espacial que ela possui, muito maior que o EEG e NIRS. Por isso, pesquisadores tem tentado adaptar protocolos de avaliação para realização dentro da RM. Os primeiros estudos também realizavam avaliações pré/pós exercício ou então utilizavam modelos de exercícios mais simples, como tarefas de preensão manual. Entretanto, um grupo de pesquisadores brasileiros inovou e resolveu acoplar uma bicicleta ergométrica em uma RM. Você não leu errado, eles acoplaram uma bike na RM. Esses pesquisadores demonstraram que fisiologicamente as respostas corporais ao exercício eram similares entre pedalar sentado na bike ergométrica convenciona e deitado na RM. Além disso, eles demonstraram que era possível mensurar a resposta cerebral durante o exercício envolvendo um grande volume muscular com uma RM.

Fonte: http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2012-091924

Fonte: http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2012-091924

É possível ainda combinar ferramentas, como RM-NIRS ou RM-EEG o que possibilitaria juntar as melhores características de cada ferramenta. Para saber a diferença entre as três modalidades de medidas você pode ver aqui.
Os avanços na tecnologia de aquisição e análise de dados ainda possibilitará compreender o controle e as respostas cerebrais ao exercício, mas no presente já é possível ter uma boa ideia disso ????

Referências

Eduardo B Fontes1, Alexandre H Okano2, François De Guio3, Elske J Schabort4, Li Li Min1, Fabien A Basset5, Dan J Stein6, Timothy D Noakes4. Brain activity and perceived exertion during cycling exercise: an fMRI study. British Journal of Sports Medicine, 2013. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2012-091924

Hendrik Enders, Filomeno Cortese, Christian Maurer, Jennifer Baltich, Andrea B. Protzner, and Benno M. Nigg. Changes in cortical activity measured with EEG during a high intensity cycling exercise. Journal of neurophysiology, 2015. https://doi.org/10.1152/jn.00497.2015.

Thomas Rupp and Stéphane Perrey. Prefrontal cortex oxygenation and neuromuscular responses to exhaustive exercise. European Journal of Applied Physiology, 2008. https://doi.org/10.1007/s00421-007-0568-7