¿Mejora el ejercicio el rendimiento académico?

En el presente artículo daremos respuesta a la siguiente pregunta: ¿mejora el ejercicio el rendimiento académico?

Es común escuchar a cierto colectivo social hablar de la asignatura de Educación Física como un área de poco valor curricular y/o formativo para el niño/a.

Condición física y rendimiento académico

Según una reciente investigación realizada en la revista Brain and Cognition, la condición física de los niños y niñas de nuestros colegios está directamente relacionada con su capacidad cognitiva.

Supone que cuanto mayores sean sus facultades anaeróbicas, más veloces serán sus conexiones neuronales o sinapsis, aspecto que reflejará en una mejora considerable del pensamiento lógico y de las habilidades lingüísticas (1).

El presente estudio realizado por Scudder y colaboradores en Estados Unidos, midió la actividad neuronal de adolescentess con perfiles físicos diversos a través de la técnica denominada electroencefalografía, obteniendo como resultados que la capacidad aeróbica influye de forma muy positiva en la función de nuestro cerebro.

De este modo, los adolescentes que tenían una buena forma física obtuvieron unos resultados mejores en las pruebas de comprensión lectora que aquellos niños y niñas sedentarios.

Si por si todo esto fuera poco, los investigadores de la Universidad de Illinois vieron que eran más resolutivos y más rápidos a la hora de leer textos con errores sintácticos o gramaticales (1).

Para demostrar esto, el estudio de investigación (1) se centró en explorar las respuestas del cerebro (a través de la actividad eléctrica) del componente N400, relacionado directamente con la comprensión lectora.

Estos estudios, denominados ERPs (Event-Related Potentials), indagan en otra onda del cerebro denominada P600, que se relaciona con la verificación de las reglas gramaticales de una oración.

La velocidad y el alcance de estas son las que determinan la capacidad cognitiva de cada persona.

En una segunda parte del estudio mencionado (1), los investigadores compararon el rendimiento académico de los adolescentes con los resultados obtenidos en los electroencefalogramas, comprobando de nuevo, que aquellos con mejores notas eran también aquellos con ondas N600 y P600 más cortas y por ello, los que presentaban una mayor capacidad aeróbica.

Entonces… ¿Reduce el ejercicio físico el fracaso escolar?

Una reciente investigación realizada en la Universidad Autónoma de Madrid, recogida en la revista Journal of Pediatrics, analizó a más de 2.038 estudiantes españoles con edades desde 6 a 18 años y pudieron demostrar que el ejercicio mejora el rendimiento en el ámbito escolar de forma considerable (2).

El estudio se basa en el análisis de los expedientes de los alumnos participantes y en encuestas sobre las actividades de carácter físico que cada uno de ellos realizaba.

Posteriormente, se realizaron pruebas físicas para medir su capacidad respiratoria, sus habilidades motoras y el tono muscular. Los investigadores pudieron comprobar que mientras el tono muscular no influía de ningún modo, la capacidad respiratoria y motora si tenían un impacto en el rendimiento escolar (2).

¿Qué conclusiones se sacan de este estudio?

Por una parte la capacidad respiratoria y la capacidad motora se encuentran asociadas positivamente con el rendimiento académico en jóvenes y por otra parte la combinación de ambas reportan unos mayores beneficios en dicho rendimiento.

En cambio, la capacidad muscular no se ha visto que tenga ni efectos perjudiciales ni beneficiosos para el rendimiento académico en jóvenes escolares (2).

La capacidad motora está asociada con el aumento del número de sinapsis, ello produce un mejora en el control cognitivo y dicho control cognitivo está asociado con el rendimiento académico (2).

Podríamos decir por tanto que si nuestros jóvenes realizan actividad física que suponga una mejora de dicha capacidades físicas podrán beneficiarse de un mejor rendimiento académico.

Además, la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que los niños de 5 a 17 años de edad realicen al menos 60 minutos a la semana de ejercicio a una intensidad de moderada a vigorosa.

Dicha actividad debe ser sobre todo de carácter aeróbico, además convendría añadir actividades vigorosas que refuercen los músculos como mínimo tres veces a la semana. (3).

Los jóvenes que realizan actividad física obtienen un mejor rendimiento académico

Entrenamiento de la memoria: clave para el control cognitivo

El trabajo de la memoria se considera un aspecto clave de control cognitivo (6), ya que los individuos la necesitan para mantener transitoriamente y manipular la información en su mente y para poder elegir conductas dirigidas a un objetivo en una variedad de contextos cognitivos.

Para los niños en edad escolar, se ha demostrado en varias investigaciones que la memoria de trabajo se asocia con el rendimiento académico como matemáticas y lectura (1,7,12).

Por lo tanto varios estudios intentaron  examinar si los efectos de un programa de actividad física mejoraría el rendimiento de memoria de trabajo.

Lo que daría un apoyo a la importancia de la actividad física para el desarrollo cognitivo y proporcionando una base para el desarrollo del rendimiento académico (4,9).

Se ha observado  que los adultos ralentizan su velocidad de respuesta durante  condiciones de trabajo que requieren una mayor cantidad de control cognitivo para preservar la exactitud de respuesta, mientras que los niños tienden a mantener una velocidad de respuesta más constante independientemente de las demandas de control cognitivo debido a su tendencia impulsiva (3,6).

 

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Pero… ¿realmente el ejercicio mejora el rendimiento académico?

En otro estudio se reclutaron 43 niños de entre 7 y 9 años que fueron asignados al azar para participar en  un programa de actividad física (actividades extraescolares) después de la escuela (grupo de intervención; n = 22) o en un  grupo  control (sin actividad fisica; n = 21).

Ninguno de los niños recibió educación especial o servicios relacionados con trastornos cognitivos o de atención.

Intervención de actividad física

La intervención de la actividad física se produjo durante un periodo de 2 horas después de cada jornada escolar, y se centró en la mejora de la capacidad cardiorrespiratoria través de la participación en una variedad de actividades físicas apropiadas para su edad.

Aunque la capacidad cardiorrespiratoria era el foco de interés, el entrenamiento en gimnasio estaba planificado al menos 2 días a la semana: con el uso de su propio cuerpo, Thera-bands, balones medicinales, y otros materiales con resistencia.

Dentro de una sesión, los niños participaban de forma intermitente en por lo menos 70 minutos de actividad física vigorosa (registrado por E600 Polar frecuencia cardíaca [HR]; Polar Electro, Finlandia).

A continuación, una merienda saludable y un período de descanso y acto seguido los niños  dedicaban un periodo de 40 minutos a ejercicios de habilidad.

Las actividades eran aeróbicamente exigentes, pero siempre de forma simultánea con actividades de desarrollo de habilidades motrices. Los fines de semana se animaba a los niños a continuar su participación en  actividades físicas con su  familia.

Evaluación de la condición cardiorrespiratoria

El consumo máximo de oxígeno (VO2max) se midió usando una cinta rodante y el test de Balke modificado (5), que supuso caminar / correr en una cinta a una velocidad constante con incrementos crecientes de velocidad de 2.5% cada 2 min hasta el agotamiento.

El consumo de oxígeno se midió utilizando un sistema de calorimetría indirecta computarizada (Parvomedics  Max 2400) con promedios de VO2 y la relación de intercambio respiratorio (RER) evaluados cada 20 s.

Un pulsómetro (Polar WearLink + 31; Polar Electro, Finlandia) se utilizó para medir HR durante toda la prueba, y el índice de esfuerzo percibido (RPE) fue evaluado cada 2 minutos usando la escala OMNI.

Evaluación cognitiva

Se les administró el test de Sternberg modificado que consistía en memorizar matrices de letras y reconocer si las letras sueltas que aparecían a continuación estaban o no en la matriz anterior.

Resultados

El VO2máx en el post-test fue significativamente mayor que en el pre-test para el grupo de intervención, t (19) = 4,6, p <0,001, mientras que no se observó diferencia para el grupo control, t (14) = 0.8, p = 0,45, confirmando la eficacia de la intervención de la actividad física  (ver Tabla 1 y  Figura 1)

Los post-análisis cognitivos  (p = 0,025) indicaron que la exactitud de la respuesta en el post-test fue mayor que en el pre-test para el grupo de intervención, t (19) = 3,6, p = 0,002, mientras que no hay tal diferencia para el grupo control, t (19) = 0,1, p = 0,9 (Figura 2).

Conclusiones

Los principales resultados indican que el aumento de la capacidad cardiorrespiratoria como resultado de la intervención de actividad física condujo a mejoras en la exactitud de la respuesta global en la prueba cognitiva de memoria, efecto no observado para el grupo control.

Los  resultados de EEG (electroencefalograma –   prueba no invasiva que permite estudiar la actividad eléctrica cerebral) sugieren que el entrenamiento de la actividad física puede mejorar la eficacia de la red fronto-parietal en apoyo de la memoria de trabajo.

Tal hallazgo es especialmente interesante dada la maduración prolongada de esta red neuronal durante el desarrollo preadolescente.

En resumen,  la práctica de actividad física mejora la memoria de trabajo en niños preadolescentes, como se refleja en una mayor precisión de respuesta y mayor CNV (Variacion Negativa Contingente – ondas de expectancia que son una expresión fisiológica de la actividad psicológica de espera o expectación de un estímulo) en este estudio.

La memoria es una función crucial de las actividades académicas que forman la base para el aprendizaje, y por lo tanto esto va de la mano  con el rendimiento escolar (4,16).

Por lo tanto, los presentes resultados apoyan los hallazgos previos que indican una positiva relación de la capacidad cardiorrespiratoria para el desempeño académico (8).

El presente estudio indica que la actividad física regular que conduce a mejoras en la aptitud cardiorrespiratoria está estrechamente relacionada con la salud cognitiva y cerebral y puede mejorar el desarrollo cognitivo en niños preadolescentes.

Referencias bibliográficas

1. Scudder, M.R., Ferermeier, K.D., et al. (2014). The association between aerobic fitness and language processing in children: Implications for academic achievement. Brain and Cognition 87(1): 140-152.
2. Esteban Cornejo, I., Tejero González, C.M et al. (2014). Independent and combined influence of the components of physical fitness on academic performance in youth. Journal of Pediatrics 165(2):306-312.
3. Organización Mundial de la Salud (OMS). La actividad física en los jóvenes. Recuperado [en línea] el 18/02/2015.
4. Alloway TP, Gathercole SE, Adams AM, Willis C, Eaglen R, Lamont E. (2005): Working memory and phonological awareness as predictors of progress towards early learning goals at school entry. British Journal of Developmental Psychology 23:417–426
5. American College of Sports Medicine (2006.): ACSM’s guidelines for exercise testing and prescription. 7th edn.. New York: Lippincott Williams & Wilkins.
6. Christakou A, Halari R, Smith AB, Ifkovits E, Brammer M, Rubia K. (2009): Sex-dependent age modulation of frontostriatal and temporo-parietal activation during cognitive control. NeuroImage. 48:223–236.
   
7. Coe DP, Pivarnik JM, Womack CJ, Reeves MJ, Malina RM. (2006): Effect of physical education and activity levels on academic achievement in children. Medicine and Science in Sports and Exercise. 38:1515–1519.
   
8. Department of Health and Human Services, & Department of Education (2000.): Promoting better health for young people through physical activity and sports. A Report to the President from the Secretary of Health and Human Services and the Secretary of Education. Silver Spring, MD: Centers for Disease Control.
9. Diamond, A. (2006): The early development of executive functions. In: Bialystok, E.; Craik, FIM., editors. Lifespan cognition: Mechanisms of change. New York: Oxford University Press: 70-95.
10. Gathercole SE, Pickering SJ, Knight C, Stegmann Z. (2004): Working memory skills and educational attainment: evidence from national curriculum assessments at 7 and 14 years of age. Applied Cognitive Psychology. 18:1–16
11. Hillman CH, Buck SM, Themanson JR, Pontifex MB, Castelli DM. (2009): Aerobic fitness and cognitive development: event-related brain potential and task performance indices of executive control in preadolescent children. Developmental Psychology. 45:114–129.
    
12. Hillman CH, Castelli DM, Buck SM. (2005): Aerobic fitness and neurocognitive function in healthy preadolescent children. Medicine and Science in Sports and Exercise. 37:1967–1974.
13. Hillman CH, Erickson KI, Kramer AF. (2008): Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. Nature Reviews Neuroscience. 9:58–65.
14. Kramer AF, Hahn S, Cohen NJ, Banich MT, McAuley E, Harrison CR, Chason J, Vakil E, Bardell L, Boileau RA, Colcombe A.(1999): Ageing, fitness and neurocognitive function. Nature. 400:418– 419.
15. Silva-Pereyra J, Fernández T, Harmony T, Bernal J, Galán L, Díaz-Comas L, Fernández-Bouzas A, Yáñez G, Rivera-Gaxiola M, Rodríguez M, Marosi E. (2001): Delayed P300 during Sternberg and color discrimination tasks in poor readers. International Journal of Psychophysiology. 40:17–32.
    
16. Ting-Chien, Keita Kamijo, Matthew B. Pontifex, Kevin C. O’Leary, Mark R. Scudder (2011): The effects of an afterschool physical activity program on working memory in preadolescent children. Dev Sci 14(5): 1046–1058. doi:10.1111/j.1467-7687.2011.01054.x.