Move More, Think Better: The Science Behind Exercise and Brain Health

I initially began exercising when I was in middle school, and my motivation was almost entirely external. I wanted to look good. But even at that tender age, I knew that exercise had some sort of special power. I was amazed at how much stronger I felt. Come to find out, I wasn't just sweating for the sake of looking good or being good at sports. I was actually onto something. This article, the second in a nine-part series on cognitive health, will reveal just how powerful that "something" really is.

The protein brain-derived neurotrophic factor (BDNF) performs several important roles in the central nervous system. It is essential for the genesis of new neurons and synapses; it is also critical for the maintenance and survival of existing neurons, inhibiting unnecessary programmed cell death (apoptosis) in cells that are destined to be neurons, and it boosts synaptic plasticity to levels that support learning and memory. BDNF is highly concentrated in the hippocampus and cerebral cortex of the brain, and it is known to be released during high-intensity physical activity.

Regular exercise has been shown to boost neurogenesis in the hippocampus

Lactate production rises in response to the high-intensity exercise, and lactate signals the brain to elevate levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), a key player in mood regulation and cognitive function. A single high-intensity workout can elevate levels of the neurotransmitters dopamine, serotonin, and noradrenaline for up to two hours post-exercise—a "high" that's felt in part because these neurotransmitters regulate mood, with the combination also making one feel more alert, revved up, and "on target." Regular exercise has been shown to boost neurogenesis in the hippocampus, a brain region critical for long-term memory, and to increase the size of the pre-frontal cortex, which is associated with improvements in sustained attention and the regulation of working memory.

Research at Yamaguchi University in Japan showed that the simple act of moving one's body can furnish not just a physical workout but also an intellectual one. When it comes to creative problem-solving, you should consider low-intensity exercise. Simply the act of moving your body while working through a problem can lead to a favorable outcome—especially when it comes to the simple stuff.

Should you engage low-intensity exercise to spark creative thinking or vigorous exercise to boost BDNF levels? The answer is both.

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This article is a curation and summary of multiple sources:

The surprising link between movement and creative thinking (msn.com)

https://youtu.be/bncxtea5L94?si=wl3TXxuUXJyh_rGd

Effects of Physical Exercise on Cognitive Functioning and Wellbeing: Biological and Psychological Benefits - PMC (nih.gov)

Working out boosts brain health (apa.org)

Effects of a single exercise workout on memory and learning functions in young adults—A systematic review - Blomstrand - 2021 - TRANSLATIONAL SPORTS MEDICINE - Wiley Online Library

Français

Bouger plus, penser mieux : La science derrière l'exercice et la santé du cerveau

Traduction par Micaela Carboni

J'ai commencé à faire de l'exercice lorsque j'étais au collège, et ma motivation était presque entièrement externe. Je voulais être belle. Mais même à ce jeune âge, je savais que l'exercice avait une sorte de pouvoir spécial. J'étais surpris de voir à quel point je me sentais plus forte. Je me suis rendu compte que je ne transpirais pas seulement pour être belle ou pour faire du sport. En fait, j'étais sur la bonne voie. Ce post, le deuxième d'une série de neuf articles sur la santé cognitive, révélera à quel point ce «quelque chose» est vraiment puissant.

Le FNDC, Facteur Neurotrophique Dérivé du Cerveau (par son acronyme en Anglais: BDNF) joue plusieurs rôles importants dans le système nerveux central. Il est essentiel pour la genèse de nouveaux neurones et de nouvelles synapses; il est également crucial pour l'entretien et la survie des neurones existants, en inhibant la mort cellulaire programmée inutile (apoptose) dans les cellules destinées à devenir des neurones, et stimule la plasticité synaptique à des niveaux qui favorisent l'apprentissage et la mémoire. Le FNDC est fortement concentré dans l'hippocampe et le cortex cérébral du cerveau, et on sait qu'il est libéré lors d'une activité physique de haute intensité.

Il a été démontré que l'exercice régulier stimule la neurogenèse dans l'hippocampe 

La production de lactate augmente en réponse à l'exercice de haute intensité, et le lactate signale au cerveau d'élever les niveaux de Facteur Neurotrophique Dérivé du Cerveau (FNDC), un facteur clé de la régulation de l'humeur et de la fonction cognitive. Une seule séance d'entraînement de haute intensité peut élever les niveaux de neurotransmetteurs: dopamine, sérotonine et noradrénaline jusqu'à deux heures après l'exercice - un « haut » ressenti en partie parce que ces neurotransmetteurs régulent l'humeur, avec la combinaison donne également l'impression d'être plus alerte, plus revigoré et plus « au point ». Il a été démontré que l'exercice régulier stimule la neurogenèse dans l'hippocampe, une région du cerveau essentielle pour la mémoire à long terme, et augmente la taille du cortex préfrontal, ce qui est associé à des améliorations de l'attention maintenue et de la régulation de la mémoire de travail.

Des recherches menées à l'Université de Yamaguchi, au Japon, ont montré que le simple fait de bouger son corps peut fournir un entraînement non seulement physique, mais aussi intellectuel. Lorsqu'il s'agit de résoudre des problèmes de manière créative, vous devriez envisager des exercices de faible intensité. Le simple fait de bouger son corps tout en travaillant sur un problème peut conduire à un résultat favorable, surtout lorsqu'il s'agit de choses simples.

Faut-il pratiquer des exercices de faible intensité pour stimuler la pensée créative ou des exercices vigoureux pour augmenter les niveaux de FNDC? La réponse est les deux.

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Español

Muévete Más, Piensa Mejor: la Ciencia detrás del Ejercicio y la Salud Cerebral

Traducción por Micaela Carboni

Empecé a hacer ejercicio cuando estaba en la universidad, y mi motivación era, casi exclusivamente, externa. Quería verme bien. Pero incluso a esa edad temprana sabía que el ejercicio tenía un tipo de poder especial. Me sorprendí de lo fuerte que me sentía. Me di cuenta de que no sólo sudaba para tener buen aspecto o para hacer deporte. De hecho, iba por buen camino. Este post, el segundo de una serie de nueve sobre salud cognitiva, revelará lo poderoso que es realmente ese «algo».

La proteína FNDC, Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro (por sus siglas en inglés, BDNF) desempeña varias funciones importantes en el sistema nervioso central. Es esencial para el proceso de creación de nuevas neuronas y nuevas sinapsis; también es crucial para el mantenimiento y la supervivencia de las neuronas existentes, inhibiendo la muerte celular programada innecesaria (apoptosis) en las células destinadas a convertirse en neuronas, y estimula la plasticidad sináptica hasta niveles que favorecen el aprendizaje y la memoria. El FNDC está muy concentrado en el hipocampo y la corteza cerebral, y se sabe que se libera durante la actividad física de alta intensidad.

Se ha demostrado que el ejercicio regular estimula la neurogénesis en el hipocampo

La producción de lactato aumenta en respuesta al ejercicio de alta intensidad, y el lactato, como consecuencia, le indica al cerebro que eleve los niveles de FNDC (factor neurotrófico derivado del cerebro), un factor clave en la regulación del estado de ánimo y la función cognitiva. Una sola sesión de ejercicio de alta intensidad puede elevar los niveles de los neurotransmisores como la dopamina, la serotonina y la noradrenalina hasta dos horas después del ejercicio, un «aumento» que se siente en parte porque estos neurotransmisores regulan el estado de ánimo, y la combinación también hace que uno se sienta más alerta, acelerado y «en forma». Se ha demostrado que el ejercicio regular estimula la neurogénesis en el hipocampo, una región del cerebro fundamental para la memoria a largo plazo, y aumenta el tamaño de la corteza prefrontal, lo que se asocia a mejoras en la atención sostenida y la regulación de la memoria funcional.

Una investigación realizada en la Universidad Yamaguchi de Japón demostró que el simple hecho de mover el cuerpo de cada uno puede proporcionar no sólo un entrenamiento físico, sino también intelectual. Cuando se trata de resolver problemas de forma creativa, hay que considerar el ejercicio de baja intensidad. El simple hecho de mover el cuerpo mientras se resuelve un problema puede conducir a un resultado favorable, sobre todo cuando se trata de cosas sencillas.

¿Debería hacer ejercicio de baja intensidad para estimular el pensamiento creativo o ejercicio de alto impacto para aumentar los niveles de FNDC? La respuesta es ambas.

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