La relación que existe entre aptitud física y habilidades cognitivas supone no solo elementos de rendimiento, sino también neurobiológicos 1 . De la misma forma que el ejercicio ha demostrado mejorar las condiciones generales de salud 2 , la literatura también evidencia la asociación de la práctica del ejercicio físico con mejoras en el rendimiento cognitivo 3 , demostrándose la existencia de procesos neurobiológicos implicados en la interacción de ambas variables 4 . En este sentido, la importancia de conocer el rol del ejercicio en la mejora de las funciones cognitivas se encuentra estudiada desde hace más de dos décadas 5 . Los mecanismos de señalización celular, por los cuales el ejercicio impacta en la función cognitiva, se han investigado a través del estudio imagenológico y molecular, centrando su atención en la liberación de determinadas sustancias como respuesta al ejercicio. Estas sustancias tienen como función modular algunos procesos cognitivos involucrados en la actividad cognitiva a través de la regulación de las vías vasculares, metabólicas, inflamatorias, el estrés, la mejora del funcionamiento del metabolismo neuronal y mitocondrial, la disminución del estrés oxidativo en el hipocampo y el aumento en los niveles de la maquinaria mitocondrial 6-13 . Las conclusiones de estos estudios demuestran que los mecanismos celulares de la actividad física tienen efecto en distintas funciones que regulan, contribuyen o influyen en los procesos cognitivos.

Estudios similares demuestran que el ejercicio físico aumenta la secreción del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, del inglés brain-derived neurotrophic factor) 14 . Este factor de crecimiento, al igual que el insulin-like growth factor-1 (IGF-1), al ser estimulado, mejora la supervivencia de las neuronas, la neurogénesis favorece la transmisión sináptica y la sinaptogénesis 15 . De la misma forma, se ha demostrado que el ejercicio induce la proliferación del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF, del inglés vascular endothelial growth factor), involucrado en el mecanismo de la angiogénesis 8 . Finalmente, el ejercicio induce la secreción de hormonas como estrógenos en las mujeres y testosterona en los hombres, ambos, elementos constituyentes de los procesos de mejora de las funciones cognitivas 16,17 . Con el avance de los años, los estudios van precisando los elementos que ejercen su acción en la actividad cognitiva y en los cuales la actividad física constituye un elemento fundamental.

De esta forma, se puede afirmar que existen mecanismos de señalización que indican una asociación entre el metabolismo energético neuronal y la plasticidad sináptica, indicando que las señales metabólicas son importantes moduladoras de la función cognitiva 9,18 . Se evidencia así que el ejercicio es un activador metabólico importante, de manera que estos procesos pueden ser un modo en el que el ejercicio afecte al sistema nervioso central y a la función cognitiva. Esta relación se ha estudiado mediante el análisis de la función de BDNF 19 en varias moléculas de gestión de la energía en el hipocampo, como la proteína quinasa activada por adenosín monofosfato (AMPK), la proteína ubicuo creatina quinasa mitocondrial (uMtCK), y la proteína de desacoplamiento mitocondrial 2 (UCP-2), así como la hormona grelina e IGF-1. La proteína AMPK se ha identificado como un indicador de combustible que detecta niveles bajos de energía 20 , la proteína uMtCK participa en el mantenimiento de la energía y la transducción 21 , mientras que la proteína UCP-2 permite la fuga de protones a través de las membranas mitocondriales y el transporte electrónico mitocondrial en el desacoplamiento de la síntesis de adenosín trifosfato (ATP) 22,23 . La hormona grelina es secretada por el estómago vacío para promover el hambre, demostrándose que su acción en el hipocampo aumenta la retención de la memoria 24 . Las funciones de IGF-1 son similares al BDNF en el sistema nervioso, actuando de manera similar en la plasticidad sináptica 25 , la síntesis y liberación de neurotransmisores y el comportamiento cognitivo 26 . Se demuestra de esta forma que el aumento de los niveles de AMPK, uMtCK, grelina, y el IGF-1 ARNm se relaciona con un mejor rendimiento en el aprendizaje. En este sentido, el ejercicio ha demostrado aumentar significativamente los niveles de ARNm de todas las proteínas metabólicas, incluyendo la grelina y el IGF-1. Los cinco factores se correlacionaron positivamente con los niveles de ARNm de BDNF, lo que sugiere una posible relación entre BDNF y el metabolismo neuronal, esto es, una relación entre la actividad física, el funcionamiento cerebral y por tanto las funciones cognitivas.

Con esta evidencia es factible suponer que la relación con la actividad física tiene un impacto favorable en la actividad cognitiva observable. Así lo han demostrado diversos estudios que establecen que el ejercicio ha evidenciado mejoras en la velocidad de procesamiento 27 , la resolución de problemas 28 , los procesos de la atención 29 y el proceso de potenciación largo tiempo (LTP). Si bien se atribuyen efectos positivos sobre la plasticidad sináptica general, hay otros componentes de la función cognitiva que pueden ser descritos por estos aspectos 30,31 . No obstante, los mecanismos de señalización por los cuales el ejercicio impacta en las funciones y habilidades cognitivas han sido preferentemente ratificados en estudios asociativos en población escolar, universitaria y adulta. Un ejemplo que ilustra esta relación es la presentada en un estudio realizado por Sanz 32 quien, en entrevistas a profesores de educación física, concluye que el 90% del profesorado de esta área considera que la actividad física influye en el rendimiento. En la misma línea, Pardo-Guijarro et al. 33 , en un estudio empírico con estudiantes de educación básica, determinan que los niños con bajas competencias motoras tienen más probabilidades de lograr un rendimiento académico bajo.

La sólida evidencia presentada respecto del efecto que el ejercicio ejerce sobre la proliferación de neurotrofinas, factores de crecimiento, hormonas y metabolismo energético neuronal pone de manifiesto la necesidad de evaluar la asociación entre la aptitud física y las habilidades cognitivas. Si se considera además que el periodo de mayor modificación cerebral se produce antes de los seis años de edad, la educación inicial se identifica como una etapa fundamental para realizar estudios tendentes a identificar el impacto de la actividad física en las habilidades cognitivas observables (atención, percepción, memoria, lenguaje, pensamiento) de niños y niñas en este rango etario.

A partir de la correlación establecida entre ambas variables se puede determinar lo siguiente: la variable aptitud física y la variable nivel de capacidad cognitiva de clasificación demuestran una significación bilateral p ≤ 0.005, por tanto se asume que existe una relación de dependencia entre ambas variables (tabla 1).

Respecto de la relación entre aptitud física y capacidad cognitiva de series, la significación bilateral observada es de p ≤ 0.005, por tanto se asume que entre ambas variables existe una relación de dependencia (tabla 2).

La correlación entre aptitud física y capacidad cognitiva de organización perceptiva demuestra una significación bilateral p ≥ 0.005, por tanto se asume que entre ambas variables existe una relación de independencia (tabla 3).

Finalmente, la correlación establecida entre aptitud física y capacidad cognitiva de letras y números es de p ≤ 0.005, por tanto se asume una relación de dependencia entre ambas variables (tabla 4).

Los resultados establecen que existe una correlación significativa entre la aptitud física y todas las capacidades cognitivas (series, clasificación, letras y números) exceptuando la capacidad cognitiva de organización perceptiva.

Los resultados de la investigación confirman que la actividad física se relaciona con la habilidad cognitiva, siendo coherente con estudios previos 9,14 . La investigación realizada demuestra que el nivel de aptitud física se correlaciona con la habilidad cognitiva de seriación, clasificación y letras y números. En este sentido, se identifica que la acción de la aptitud física tiene implicaciones en habilidades que son básicas para la adquisición posterior de la lectoescritura y el concepto de número.

La correlación entre la aptitud física y la capacidad cognitiva de organización perceptiva no demuestra una correlación positiva. Sin embargo, a través de la prueba de Fisher, que establece una significación unilateral de 0.071, se podría asumir que la baja correlación se debe a un bajo nivel de la muestra, por tanto sería interesante proyectar estudios con una mayor tamaño muestral en relación con esta capacidad cognitiva. La baja correlación entre la organización perceptiva —que se refiere a la relación con cómo se recibe, procesa y organiza la información del medio circundante— y la aptitud física podría obedecer a mecanismos compensatorios de la percepción que operan de manera menos activa a través de la inhibición voluntaria 38 , y que por lo demás son los que se promueven en los sistemas educativos 39 , tales como la observación, escucha atenta e inhibición motriz.

Dados los resultados de este estudio, en conjunto con los de otros que, con base en diferentes poblaciones e instrumentos, también correlacionan positivamente las capacidades cognitivas con la alta aptitud física 15,28,31 , se debería seguir profundizando con investigaciones que consideren evaluaciones de muestras más amplias y diferenciadas por nivel socioeconómico, ya que se ha identificado este como un factor que influye, tanto en la actividad física como cognitiva, de tal forma que los siguientes estudios se centren en las posibilidades de esta evidencia en la población.

Este estudio, que correlaciona la aptitud física con habilidades cognitivas observables en educación de párvulos, permite indagar respecto de la influencia que tiene la actividad física intencionada, comprendiendo el impacto que esta tiene en hormonas y proteínas que a su vez desencadenan procesos que favorecen la actividad mental. En este sentido, el comprender la relación que existe entre la aptitud física y las distintas habilidades cognitivas permitiría constituir un predictor a futuro del rendimiento académico del estudiante basándose en su condición física para, de esta forma, centrar el énfasis en prácticas orientadas a la vivencia, ejercitación y dominio del propio cuerpo como estrategia para favorecer la actividad mental.

En este sentido, los estudios referidos al metabolismo energético neuronal constituyen un promisorio campo de investigación para dilucidar esta asociación. La posibilidad de que los mecanismos de señalización involucrados se relacionen con la práctica misma del ejercicio, y no necesariamente con la aptitud física que muestre el individuo, invita a investigar el impacto del ejercicio en las capacidades cognitivas en población que generalmente no muestra esta condición, ya sea sedentaria, con sobrepeso, obesos y/o con movilidad reducida.

Sería interesante proyectar estudios que consideren mayor cantidad de variables para profundizar en la relación de la aptitud física con el rendimiento escolar, como son el nivel socioeconómico, la condición de urbanidad y ruralidad y la disposición de recursos que motiven y favorezcan el ejercicio físico, como son la tenencia de bicicleta, áreas verdes seguras, tiempo, entre otras. Asimismo, también sería interesante estudiar estos factores en relación con el coeficiente intelectual en niños mayores de seis años, así como realizar estudios utilizando pretest y postest con la finalidad de determinar si la magnitud del efecto de las intervenciones en la aptitud física es independiente de otras variables que puedan intervenir.

Es de esperar que estos aspectos que quedan por dilucidar sean la fuente de investigaciones que permitan esclarecer no solamente estas interrogantes, sino también los mecanismos por los cuales diferentes tipos de población pueden verse directamente beneficiados, tanto en el área de la salud y rehabilitación, donde tradicionalmente se han abordado, como en el área de la educación.

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.