Born to move: a review on the impact of physical exercise on brain health and the evidence from human controlled trials / Nascidos para o movimento: uma revisão sobre o impacto do exercício físico na saúde do cérebro e as evidências de estudos controlados em humanos

Abstract Background: Physical exercise has been found to impact neurophysiological and structural aspects of the human brain. However, most research has used animal models, which yields much confusion regarding the real effects of exercise on the human brain, as well as the underlying mechanisms. Objective: To present an update on the impact of physical exercise on brain health; and to review and analyze the evidence exclusively from human randomized controlled studies from the last six years. Methods: A search of the literature search was conducted using the MEDLINE (via PubMed), EMBASE, Web of Science and PsycINFO databases for all randomized controlled trials published between January 2014 and January 2020. Results: Twenty-four human controlled trials that observed the relationship between exercise and structural or neurochemical changes were reviewed. Conclusions: Even though this review found that physical exercise improves brain plasticity in humans, particularly through changes in brain-derived neurotrophic factor (BDNF), functional connectivity, basal ganglia and the hippocampus, many unanswered questions remain. Given the recent advances on this subject and its therapeutic potential for the general population, it is hoped that this review and future research correlating molecular, psychological and image data may help elucidate the mechanisms through which physical exercise improves brain health.

RESUMO Introdução: Evidências das últimas décadas têm mostrado que o exercício físico impacta de forma significativa aspectos neurofisiológicos e estruturais do cérebro humano. No entanto, a maioria das pesquisas emprega modelos animais, o que gera confusão no que diz respeito aos efeitos reais do exercício no cérebro humano, assim como os mecanismos adjacentes. Objetivo: Apresentar uma atualização sobre o impacto do exercício no cérebro; revisar e analisar sistematicamente as evidências provenientes exclusivamente de estudos randomizados controlados em humanos, dos últimos seis anos. Métodos: Foi conduzida uma busca na literatura usando as bases de dados MEDLINE (via PubMed), EMBASE, Web of Science e PsycINFO, para todos os estudos randomizados e controlados publicados entre janeiro de 2014 e janeiro de 2020. Resultados: Foram revisados 24 estudos randomizados controlados em humanos, que observavam a relação entre exercício físico e alterações neuroquímicas e estruturais no cérebro. Conclusões: Ainda que esta revisão tenha observado que o exercício físico melhora a plasticidade cerebral em humanos, particularmente por meio de alterações no fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), conectividade funcional, núcleos da base e hipocampo, muitas questões ainda precisam ser respondidas. Dados os avanços recentes nessa temática e seu potencial terapêutico para a população em geral, espera-se que este manuscrito e pesquisas futuras que correlacionem estudos moleculares e variáveis psicológicas e de imagem possam ajudar na elucidação dos mecanismos pelos quais o exercício físico melhora a saúde cerebral.

O efeito do yoga na redução da sintomatologia de pacientes com transtorno de pânico / The effect of yoga on reducing the symptoms of panic disorder patients

Introdução: Devido aos seus conhecidos efeitos no corpo e mente, o yoga tem sido alvo de investigações cientificas há décadas. A maioria dos estudos relacionados evidencia a efetividade destas técnicas no tratamento de transtornos mentais como ansiedade, pânico e depressão. O yoga tem sido considerado um método preventivo e seguro, capaz de representar grande economia para a saúde pública do país. Objetivos: o objetivo primário deste estudo foi observar a eficácia de técnicas de yoga no tratamento dos sintomas relacionados ao transtorno de pânico. Método: foram selecionados 17 sujeitos diagnosticados previamente com transtorno de pânico. Os sujeitos foram divididos em dois grupos experimentais: o grupo 1 participou de sessões de terapia cognitivo-comportamental (TCC) e o grupo 2 participou de práticas de yoga. Os sujeitos foram avaliados duas vezes durante a pesquisa, no início e no final do tratamento, que durou dois meses. Os participantes foram avaliados através das seguintes escalas: Beck de Depressão e Beck de Ansiedade, Escala para Pânico e Agorafobia, Questionário de Crenças de Pânico, Escala de Sensações Corporais, Escala de Cognições Agorafóbicas, Inventário de Mobilidade, SWB-PANAS, SF-36 ­ Questionário de Qualidade de Vida e Escala Brasileira de Assertividade. Resultados: após análise estatística, os resultados mostraram significativa redução nos níveis de ansiedade, sensações corporais associadas ao pânico, número e intensidade dos ataques de pânico e melhora na qualidade de vida apenas dos sujeitos que freqüentaram as sessões de yoga terapia (grupo 2). Conclusão: Em acordo com os estudos atuais da literatura, a presente investigação observou melhora significativa dos sintomas relacionados ao pânico em pacientes que praticaram yoga. Conclui-se que esta prática milenar pode representar uma eficaz metodologia de tratamento dos transtornos de ansiedade, podendo ser utilizada sozinha ou incorporada à psicoterapia tradicional, trazendo benefícios emocionais, psicológicos e comportamentais para os pacientes.

Changes in cortical relative power in patients submitted to a tendon transfer: a pre and post surgery study

The aim of this study is analyze possible modifications in the cerebral cortex, through quantitative electroencephalography (qEEG) in patients submitted to a tendon transfer procedure (posterior tibialis) by the Srinivasan's technique. Four subjects (2 men and 2 women), 49.25 age average (SD±21.4) were studied. All subjects have been through surgical procedure due to leprosy and had, at least, two years of drop foot condition. The qEEG measured the electrocortical activity (relative power) between 8 and 25 Hz frequencies pre and post surgery. A paired t test analyzed all data (p<0,05). The results show significant alterations in the alpha relative power, electrodes F7 (p=0.01) and F8 (p=0.021). Altogether, based on findings of the current literature, we can conclude that the tendon transfer procedure suggests electrocortical alterations sensitive to specific qEEG bands.

O objetivo deste estudo é analisar possíveis modificações no córtex cerebral, através da electrencefalografia quantitativa (EEGq), em pacientes submetidos a um procedimento de transferência de tendão (tibial posterior) pela técnica de Srinivasan. Quatro sujeitos (2 homens e 2 mulheres), com média de idade de 49,25 anos (±21,4 DP) foram estudados. Todos os sujeitos realizaram o procedimento cirúrgico devido a hanseníase e tinham, pelo menos, dois anos de pé caído. O EEGq mediu a atividade electrocortical (potencia relativa) entre freqüências de 8 e 25 Hz, no pré e pós-operatório. Um teste t pareado analisou todos os dados (p<0,05). Os resultados mostram alterações significativas na potência relativa em alfa, nos elétrodos F7 (p=0,01) e F8 (p=0,021). Baseados em recentes achados na literatura, podemos concluir que o procedimento de transferência de tendão sugere alterações eletrocorticais sensíveis às freqüên-cias específicas do EEGq.

Changes in quantitative EEG absolute power during the task of catching an object in free fall

The aim of this study was to verify changes in absolute power (qEEG), in theta, during the catch of a free falling object. The sample consisted of 10 healthy individuals, of both genders, with ages between 25 and 40 years. A three-way ANOVA followed by Post-Hoc analysis was applied. The results demonstrated main effects for time and position. In conclusion, a motor task that involves expectation produces deactivation of non-relevant areas in the ipsilateral hemisphere of the active limb. On the other hand, the patterns of results showed activation in areas responsible for planning and selection of motor repertories in the contralateral hemisphere.

O objetivo deste estudo foi verificar mudanças na potência absoluta (EEGq), em teta, durante a pegada de objeto em queda livre. A amostra consistiu de 20 indivíduos saudáveis, de ambos os gêneros, com idade entre 25 e 40 anos. Foi utilizada uma ANOVA three-way seguida de uma análise Post-Hoc. Os resultados demonstraram efeito principal para momento e posição. Concluindo, uma tarefa motora que envolve expectativa produz desativação de áreas não-relevantes no hemisfério ipsilateral do membro ativo. Por outro lado, o padrão dos resultados mostrou ativação em áreas responsáveis por planejamento e seleção de repertórios motores no hemisfério contralateral.

EEG spectral cohrence inter and intrahemispheric during catching object fall task

The aim of the present study was to evaluate coherence measures at Theta through qEEG during the accomplishment of a specific motor task. The sample consisted of 23 healthy individuals, both sexes, with ages varying between 25 and 40 years old. All subjects were submmitted to a specific motor task of cacthing sequences of falling balls. A three-way ANOVA was employed for the statistical analysis, which demonstrated main effects for the following factors: time, block and position. However, there was no interection between the factors. A significant and generalized coherence reduction was observed during the task execution time. Coherence was also diminished at the left frontal cortex and contralateral hemisphere of the utilizing limb (comparing to the right frontal cortex). In conclusion, these findings suggest a certain specialization of the neural circuit, also according to previous investigations. The inter-coherence reduction suggests a spatial inter-electrode dependence during the task, rather than a neuronal specialization.

O objetivo do presente experimento foi avaliar medidas de coerência na banda Teta através do EEGq durante a realização de uma atividade motora. A amostra constituiu-se de 23 sujeitos saudáveis, ambos os sexos, faixa etária entre 25 e 40 anos. Os sujeitos foram submetidos à tarefa motora de apreensão seqüencial de bolas em queda livre. Para análise estatística foi realizada uma ANOVA (Three-Way) que demonstrou efeito principal para os fatores: momento, tempo e posição. Porém não houve interação entre os fatores. Uma diminuição generalizada significativa da coerência ocorreu ao longo do tempo de execução da tarefa que também se apresentou reduzida no córtex frontal esquerdo, hemisfério contralateral ao membro utilizado (em comparação com o córtex frontal direito). Em conclusão, estes achados sugerem especialização do circuito neural que estão em consonância com experimentos prévios. A diminuição da coerência inter-hemisférica sugere uma dependência espacial inter-eletrodos durante a tarefa e não uma especialização neuronal.