L'effetto dell'esercizio strutturato sui sottosistemi della memoria a breve termine: nuove intuizioni sulle attività di allenamento

Astratto:

È stato dimostrato che l’esercizio fisico influisce positivamente sulle capacità cognitive, come le funzioni frontali e i processi di memoria a lungo termine. Abbiamo cercato di capire se diversi esercizi (ad esempio, un'attività di abilità aperta, un gioco di squadra, rispetto a un'attività di abilità chiuse, un circuito) potessero influenzare specificamente diversi sottosistemi di memoria a breve termine (STM) della memoria di lavoro.

Esiste una stretta relazione tra memoria a breve termine e memoria. La memoria a breve termine si riferisce alle informazioni che conserviamo nel nostro cervello per un breve periodo, mentre la memoria si riferisce alla nostra capacità di conservare e ricordare le informazioni per un lungo periodo. Gli studi hanno dimostrato che una buona memoria a breve termine è un fattore importante per alleviare la perdita di memoria.

Mantenere un atteggiamento positivo e adottare uno stile di vita corretto può aiutare a migliorare la memoria e la memoria a breve termine. Un buon sonno è un fattore importante per mantenere la salute del cervello. Seguire una dieta equilibrata e mangiare più cibi ricchi di proteine, vitamine e fibre, come pesce, verdura e frutta, può fornire l’energia e i nutrienti necessari al cervello. Allo stesso tempo, un corretto esercizio fisico può rafforzare la funzione del corpo e del cervello, favorire la circolazione sanguigna e migliorare la capacità di pensare.

Inoltre, accettare nuove sfide e apprendere nuove competenze sono anche buoni modi per migliorare la memoria e la memoria a breve termine. Stimolare costantemente il cervello e rimanere attivi può aiutare ad aumentare la connessione tra i neuroni e migliorare le capacità cognitive. Puoi metterti alla prova ed espandere le tue capacità di pensiero leggendo, imparando una nuova lingua o uno strumento musicale, partecipando ad attività sociali, ecc.

In breve, attraverso uno stile di vita positivo, possiamo migliorare la memoria e la memoria a breve termine, ottimizzare la funzione cerebrale, rimanere in buone condizioni e ottenere risultati migliori nel lavoro e nella vita. Si vede che abbiamo bisogno di migliorare la memoria, e Cistanche può migliorare significativamente la memoria perché può anche regolare l'equilibrio dei neurotrasmettitori, come ad esempio aumentando i livelli di acetilcolina e di fattori di crescita, che sono molto importanti per la memoria e l'apprendimento. Inoltre, Cistanche può anche migliorare il flusso sanguigno e promuovere l'apporto di ossigeno, il che può garantire che il cervello ottenga nutrimento ed energia sufficienti, migliorando così la vitalità e la resistenza del cervello.

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Abbiamo esaminato l'effetto di un singolo esercizio di abilità aperte e chiuse su tre compiti STM (cioè verbale, visuospaziale e motorio) nei bambini che frequentavano le classi 3a e 4a della scuola primaria.

Un gruppo è stato testato prima e dopo (T0 e T1) una lezione di italiano (gruppo di controllo), un gruppo prima e dopo un esercizio di 30-minuti su un circuito e un gruppo prima e dopo {{3} }minuto di una partita di squadra.

Il gruppo di controllo non ha presentato alcun miglioramento. L'attività di abilità aperta ha migliorato le prestazioni della memoria a breve termine in tutti i partecipanti al T1 (p <0.001 per i bambini che frequentavano la 3a classe e p=0.007 per i bambini che frequentavano la 4a classe). Al contrario, l'attività con abilità specifiche ha migliorato le prestazioni della memoria a breve termine nei bambini più grandi (quelli che frequentavano la 4a classe; p=0.046) al T1.

È importante sottolineare che questa scoperta è stata trovata in un contesto scolastico e potrebbe avere validità ecologica. Pertanto, il protocollo di esercizi qui utilizzato potrebbe aiutare a strutturare attività di allenamento specifiche sia per i bambini normali che per quelli con deficit di apprendimento per migliorare positivamente le capacità di memoria a breve termine.

Parole chiave: memoria di lavoro; sport; esercizio; competenza aperta; abilità chiusa; bambini.

1. Introduzione

È noto che l’esercizio è associato ad una riduzione delle misure fisiologiche dello stress, delle misure psicologiche di ansia e depressione e ad un aumento degli stati dell’umore e del benessere psicologico [1].

Anche l'esercizio fisico e lo sport producono effetti positivi sull'eccitazione, migliorano l'attenzione [2-5] e generalmente migliorano le prestazioni cognitive [6], con una dimensione dell'effetto maggiore nei bambini che negli adulti [7] e processi cognitivi centrali di alto livello (ad es. risoluzione dei problemi, memoria di lavoro; [8,9] per una revisione recente). I processi di immagazzinamento della memoria sono stati facilitati anche dall'attivazione cognitiva, dall'aumento dell'eccitazione e dalle risorse assegnabili indotte da specifiche richieste di esercizio acuto (abilità aperte vs. abilità chiuse; [10]).

Inoltre, esercizi aerobici moderati e vigorosi promuovono la funzione esecutiva dei bambini dopo un singolo periodo di esercizio [5,6,10,11] o dopo un esercizio regolare [12–14].

Le prime ricerche hanno studiato l'effetto dell'esercizio acuto su compiti cognitivi semplici, come il tempo di reazione semplice e di scelta e la ricerca visiva negli adulti ([15], per una revisione); tuttavia, ricerche più recenti hanno studiato la memoria di lavoro (WM) poiché è più rilevante per il funzionamento cognitivo generale [10,16–18].

Recentemente, la ricerca si è concentrata anche sullo studio degli effetti dell'esercizio fisico nei bambini [19], evidenziandone l'impatto sulle funzioni cognitive e in particolare sulle funzioni esecutive [20,21].

L'attività fisica ha migliorato il funzionamento cognitivo nei bambini di età compresa tra 3 e 5 anni, soprattutto nell'area della memoria di lavoro [22], ed è stata trovata una correlazione positiva tra l'attività fisica e una migliore memoria di lavoro tra i bambini di età compresa tra 8 e 12 anni [23,24]. Tuttavia, c’è poca ricerca sull’esercizio acuto nei bambini [11].

Inoltre, nonostante l’attuale conoscenza dei benefici cerebrali derivanti dall’esercizio fisico [25], non esistono linee guida pratiche sulla pratica ottimale per i bambini per ottenere un miglioramento cognitivo.

2. Questo studio

Nel presente studio, abbiamo studiato l'effetto dell'esercizio acuto (vale a dire, un singolo esercizio) sulla memoria di lavoro (di seguito WM) nei bambini in età di scuola primaria poiché la WM svolge un ruolo essenziale nel contesto della memoria e dell'apprendimento e rappresenta una componente centrale nella cognitiva dei bambini e può spiegare le difficoltà comportamentali nel contesto educativo [26,27].

Nello specifico, abbiamo studiato gli effetti dell'esercizio sui sottosistemi della memoria a breve termine (di seguito STM), poiché rappresentano elementi cruciali all'interno del modello WM di Baddeley ([28] per una revisione; Figura 1) e sono stati spesso lasciati da parte nella ricerca.

Abbiamo confrontato gli effetti di diversi tipi di esercizi poiché solo pochi studi hanno testato direttamente tale effetto nei bambini ([33] per una recente meta-analisi). In effetti, l'attività fisica può essere distribuita lungo un continuum che va dagli sport di abilità aperta (vale a dire, gli sport in cui l'ambiente cambia costantemente e i movimenti devono essere continuamente adattati, e dove le abilità sono prevalentemente visuo-percettive e stimolate dall'esterno, come il basket, il calcio e la pallavolo e sport di squadra in generale) agli sport di abilità chiuse (ovvero, sport in cui l'esecutore sa esattamente cosa fare e quando, le abilità non sono influenzate dall'ambiente e i movimenti seguono schemi prestabiliti specifici, come la danza, la ginnastica artistica, la corsa, il nuoto) .

Gli sport di abilità aperta richiedono processi cognitivi più complessi rispetto a quelli di abilità chiusa: i primi, ad esempio, hanno bisogno di raccogliere informazioni rapidamente, esercitare un processo decisionale continuo, interconnettere diverse strutture di memoria (ad esempio, utilizzando la memoria a lungo termine come un strumento per estendere l'STM; [34]) e sembra migliorare la cognizione più di quest'ultima [10] che si basa principalmente su processi di memoria a lungo termine come la codifica e il recupero [35] e richiede minori richieste cognitive e un'attivazione neurale differenziale nel cervello [36].

Entrambi hanno un effetto positivo sulle prestazioni cognitive a breve e lungo termine [37-40] poiché inducono il rilascio del fattore neurotrofico sierico derivato dal cervello (BDNF; esercizio di abilità aperta più dell'esercizio di abilità chiusa [41]). Finora, è stato dimostrato un effetto dell’attività fisica sulla capacità della WM negli adulti [7], e singoli esercizi di abilità aperte e chiuse hanno migliorato la memoria verbale a breve termine negli adulti [42].

Abbiamo confrontato due gruppi fisicamente attivi (esercizio con abilità aperte vs. abilità chiuse) con un gruppo cognitivamente attivo e abbiamo studiato gli effetti sui sottosistemi della memoria a breve termine, in particolare, in un contesto ecologico (cioè durante le lezioni di educazione fisica).

Abbiamo ipotizzato che un incremento nel numero di risorse cognitive indotto dall'esercizio fisico potrebbe influenzare tutti o parte dei sottosistemi della WM poiché i bambini potrebbero aumentare le capacità di immagazzinamento utilizzando meglio le risorse disponibili (seguendo le risorse di elaborazione delle informazioni [43]).

In particolare, abbiamo previsto che le attività di abilità aperte dovrebbero generalmente potenziare i sottosistemi della memoria a breve termine in tutte le fasi dell’età, poiché tali esercizi sono caratterizzati da elevate esigenze cognitive e richiedono un monitoraggio continuo dell’ambiente.

Tuttavia, dato l’aspetto evolutivo della WM, ci aspettiamo che emerga un effetto benefico delle attività di abilità chiuse sui sottosistemi della memoria a breve termine, almeno nei bambini più grandi.

3. Metodo

3.1. Partecipanti

In totale, 125 bambini hanno preso parte all'esperimento (62 bambini di età compresa tra 7 e 8 anni e 63 bambini di età compresa tra 9 e 10 anni; 55 femmine) dopo aver fornito il consenso scritto dei genitori.

Bambini appartenenti a diverse classi di 3a e 4a scuola primaria sono stati assegnati in modo casuale a tre gruppi sperimentali (gruppo di controllo, gruppo di esercizi con abilità aperte, gruppo di esercizi con abilità chiuse) in modo che i risultati non fossero influenzati da fattori legati all'appartenenza ad una specifica classe.

Tutti i partecipanti erano bambini con sviluppo tipico (cioè bambini che non presentavano ritardi cognitivi, disturbi cognitivi specifici, ADHD o difficoltà specifiche di apprendimento) e avevano una visione normale o corretta alla normalità.

3.2. Approvazione Etica

L'approvazione etica è stata concessa dal Comitato Etico dell'Università di Bologna nel marzo 2015, a seguito della Dichiarazione di Helsinki, e i genitori/tutori hanno fornito il consenso informato scritto affinché i bambini partecipassero allo studio.

3.3. Progettazione e procedura

Ai partecipanti sono stati somministrati tre compiti di memoria a breve termine (un compito verbale, uno spaziale e uno motorio) prima e dopo un periodo di 30-min pieno di tre diverse attività: due gruppi sperimentali, in cui ai bambini veniva richiesto di svolgere attività fisica e un gruppo sedentario di controllo (ovvero, i bambini hanno frequentato un'attività in classe di grammatica italiana).

Le condizioni sperimentali consistevano in un'attività di abilità chiusa (cioè un circuito di agilità) e un'attività di abilità aperta (cioè un gioco di squadra con la palla di abilità aperta). L'intensità dell'esercizio (registrata tramite la frequenza cardiaca con il sistema "Polar" (sensore di frequenza cardiaca Polar H10) variava da 170 a 180 (±10) bpm. Il monitoraggio della frequenza cardiaca assicurava che entrambe le condizioni di esercizio fossero di intensa intensità aerobica.

Il circuito di agilità prevedeva una serie di esercizi (con o senza attrezzi aggiuntivi) eseguiti in sequenza fissa: salti in quattro cerchi di legno posti in fila a terra, un ribaltamento su un tappetino, tre salti su entrambi i lati di una panca di legno, giravolte un cono sportivo e superamento di quattro ostacoli di fila, tre salti su entrambi i lati di una panchina, un ribaltamento su un tappeto, slalom su un percorso con due coni sportivi, salto in cerchi di legno con cambi di direzione, rotolamento su un tappeto, slalom su un percorso con quattro coni sportivi e strisciare sotto un ostacolo.

Il gioco della palla a squadre (chiamato in italiano "palla al re") coinvolgeva due squadre, ciascuna composta da tre persone, che si muovevano in uno spazio corrispondente a metà campo da basket. Lo scontro era due contro due, con il terzo figlio che interpretava il ruolo del re/regina.

Doveva restare in panchina e ricevere la palla dai suoi compagni di squadra. Il bambino che ha sottolineato il punto è diventato re/regina e i ruoli sono cambiati. I bambini potevano passarsi la palla solo con le mani e non potevano correre tenendo la palla in mano. Come per il gruppo di controllo, il test-retest è stato sempre proposto in ordine controbilanciato prima e dopo un'attività sedentaria in classe (lezione di grammatica italiana), in una giornata in cui i bambini non si è svolta la lezione di attività fisica.

Tutte le attività sono state eseguite in un contesto di gruppo (vale a dire, non su base individuale o non-attività).

Per i compiti di memoria, abbiamo utilizzato un compito di memoria uditivo-verbale a breve termine (cioè, digitspan della WISC-IV-Wechsler Intelligence Scale for Children, IV [44]), un compito di memoria spaziale a breve termine (il compito spaziale Corsi [45,46]) e un task ad hoc di memoria motoria a breve termine sviluppato per questo studio (abbiamo utilizzato un campione di semplici movimenti unilaterali privi di significato degli arti superiori selezionati tra i gesti prossimali privi di significato dello STIMA-ShortTest per l'aprassia ideomotoria [47 ]).

Per quanto riguarda il compito motorio, lo sperimentatore ha eseguito tutte le azioni utilizzando la mano sinistra e ai bambini è stato chiesto di riprodurle in una configurazione simile a uno specchio. È stata selezionata una configurazione speculare (cioè l'imitazione della mano destra di un'azione della mano sinistra) perché è stato dimostrato che esiste una tendenza naturale a utilizzare questa configurazione durante l'imitazione [48-50].

Tutte le sequenze di item (cioè motorie, spaziali e verbali) sono state presentate per il richiamo in ordine seriale. Non appena veniva presentata la sequenza degli elementi, ai partecipanti veniva chiesto di riprodurla nell’ordine esatto.

I partecipanti hanno iniziato con un arco di due elementi. Se ci riuscivano, veniva presentata loro una sequenza di tre; se fallivano, ripetevano un'altra sequenza di due.

La prova si è conclusa quando un partecipante non è riuscito a eseguire due volte la durata di una durata. Il punteggio finale (intervallo) per ciascun partecipante era il numero di volte in cui ha fallito due volte, meno uno.

La performance dei partecipanti è stata videoregistrata. I tre compiti di memoria sono stati presentati in un ordine controbilanciato tra i partecipanti per ridurre al minimo gli effetti dell'ordine. Tutti i partecipanti hanno completato due sessioni di test, una prima (pre-test) e una immediatamente dopo un periodo di attività (post-test). ) individualmente in uno spazio tranquillo.

3.4. Analisi statistica

I dati sono stati trattati in un'ANOVA multivariata con i fattori di esercizio tra soggetti (esercizio di abilità aperte, esercizio di abilità chiuse e attività di controllo), età (7-8 anni rispetto a 9-10 anni in base alle classi frequentate, cioè, 3a classe vs. 4a classe) e sesso (femminile vs. maschio) e i fattori interni ai soggetti del compito di memoria (uditivo-verbale, visuospaziale e motorio) e il tempo (T0=pre-esercizio vs. T1=post-esercizio).

L'analisi statistica è stata condotta utilizzando IBM SPSS (versione 25; IBM Corp., Armonk, NY, USA). Il livello di significatività è stato fissato a p Inferiore o uguale a 0.05 per ANOVA. Per i confronti, abbiamo utilizzato un test a una coda con correzione Bonferroni.

4. Risultati

Abbiamo eseguito un'analisi preliminare per verificare se i gruppi differivano a T{{0}} per quanto riguarda i tre compiti di memoria, ma non è stato così (tutti i campioni indipendenti t-test p > 0.05). L'ANOVA ha rivelato un effetto significativo dell'età (F(1, 112)=85.13, p < 0,001) con il gruppo di bambini di 7-8 anni che mostrava una performance inferiore (media=4.09, SE=0.07)rispetto ai bambini di 9-10 anni (media=4.97, SE=0.07).

I bambini hanno mostrato anche un effetto del tempo (F(1, 112)=19.59, p < 0.001), poiché hanno ottenuto risultati complessivamente migliori al T1, il postesercizio (T0: media=4.41, SE=0.05 vs. T1: media=4.65, SE=0.06), e del compito di memoria ( F(1,96, 112)=185.63, p < 0,001), poiché hanno ottenuto risultati migliori nei compiti verbali (media=5.28,SE=0.088) e visuo-spaziali (media=5.02, SE=0.079) rispetto a quella motoria (media=3.29, SE=0.072).

Sesso ed esercizio fisico non erano significativi (p > {{0}}.05). Attività di memoria x età erano significative (F(1,96,112)=7,81, p { {7}}.001) poiché il gruppo di età compresa tra 9 e 10 anni ha ottenuto risultati migliori nel compito verbale (media=5.69, SE=0.125) rispetto alla media spaziale=5.25 , SE=0.112, t(62)=2.82, p=0.003) e motore (media=53.96, DS=0. 103,T(62)=10.08, p < 0.001), e in quello spaziale rispetto a quello motorio (t(62)=9.38,p < 0.001).

Al contrario, il gruppo di età compresa tra 7 e 8 anni non ha mostrato differenze tra i compiti spaziali (media=4.79, SE=0.111) e quelli verbali (media=4.88, SE=0.124): (t(60)=0.884p > 0.05); tuttavia sia il compito verbale (t(60)=16.32, p < 0,001) che quello spaziale (t(60)=14.74, p < 0,001) hanno prodotto prestazioni migliori rispetto al compito motore uno (media=2.65,SE=0.102). Vedere la Figura 2.

Ancora più importante, l’interazione tempo × età × esercizio era significativa (F(2, 112)=3.79,p=0.026): nel gruppo di età compresa tra 7 e 8 anni , abbiamo riscontrato un effetto positivo dell'esercizio di abilità aperta con una prestazione migliore al T1, nuovo test post-esercizio (t-test corretto a una coda, t(22)=3.86,p < { {19}}.001), ma nessun effetto sia delle attività a competenze chiuse che di controllo (p > 0,05). Al contrario, nei bambini più grandi (di età compresa tra 9 e 10 anni) abbiamo riscontrato un effetto positivo sia dell'attività di abilità aperte (t-test corretto a una coda, t(20)=2.68, p {{29 }}.007) e attività di abilità chiusa (t-test a una coda, t(21)=1.76, p=0.046) sulla prestazione cognitiva al T1, nuovo test post-esercizio , ma nessun miglioramento nella condizione di controllo (p > 0,05). Vedere la Figura 3.

5. Discussione

Abbiamo studiato l'effetto di un esercizio di abilità aperte o chiuse sui sottosistemi STM nei bambini in età di scuola primaria. Ci siamo concentrati sui sottosistemi STM per il ruolo che svolgono nella WM, che è cruciale nel supportare le funzioni cognitive. Il risultato principale è legato all'effetto benefico di un esercizio aerobico sulle prestazioni della memoria nei bambini. L’esercizio di abilità aperte è risultato vantaggioso in entrambe le fasce d’età; al contrario, l’esercizio di abilità chiuse inizia ad essere efficace per i bambini più grandi (9-10 anni).

Significativamente, le prestazioni STM sono migliorate solo nei due gruppi che eseguivano esercizi fisici. Al contrario, la condizione di controllo non è migliorata ad entrambe le età, suggerendo che il beneficio per le prestazioni di memoria riscontrato nei due gruppi fisicamente attivi non può essere confuso con un effetto di apprendimento. Abbiamo anche trovato un effetto del compito di memoria x età: il gruppo di età compresa tra 7 e 7 anni 8 hanno ottenuto risultati migliori nella STM verbale e visuo-spaziale rispetto a quella motoria. Tuttavia, nel gruppo più anziano (di età compresa tra 9 e 10 anni), è emerso un gradiente tra la STM verbale (la migliore), quella visuospaziale (al centro) e quella motoria (una). Ciò è in linea con le diverse traiettorie di sviluppo dei componenti WM.

Esistono poche prove di una relazione globale tra il dominio motorio e quello cognitivo nei bambini con sviluppo tipico di età compresa tra 4 e 16 anni [51] e la correlazione tra i domini dello sviluppo (come motorio, cognitivo e linguaggio) non è forte. Sono stati riscontrati percorsi di sviluppo stabili e associati per il linguaggio e le prestazioni motorie dai 3 ai 5 anni di età, ma la relazione cambia dai primi anni a quelli successivi in ​​età prescolare [52]. Inoltre, anche se la struttura modulare di base della WM è presente a partire dai 6 anni di età, un modello multicomponente della WM [53] ha dimostrato che ciascuna componente della WM ha una traiettoria di sviluppo unica [54].

Per quanto riguarda i risultati principali, secondo l'ipotesi del coinvolgimento cognitivo [33], ci si aspettava che l'esercizio di abilità aperte producesse i maggiori benefici cognitivi sulla WM. I risultati degli esercizi di abilità aperta sono in linea con la letteratura che spesso riporta un effetto benefico dell'esercizio di intensità intermedia sulla molti compiti della WM [16]. Tuttavia, esercizi di abilità chiuse, che richiedono meno impegno cognitivo e sono già noti per essere meno efficaci, hanno dato risultati interessanti rispetto alla letteratura [10].

In effetti, questo studio mostra per la prima volta che l'attività con abilità chiuse può anche avere un effetto positivo sulle abilità prefrontali, come le abilità STM. I nostri risultati sono in linea con un precedente studio pilota condotto su bambini di età compresa tra 6 e 8 anni [55], dove uno L'esercizio di abilità aperte ha prodotto benefici sulla memoria verbale, ma differisce anche poiché non abbiamo riscontrato un miglioramento nell'STM motorio per l'esercizio di abilità chiuse.

I due studi presentano però delle differenze. Da un lato, l'età dei partecipanti è diversa: i partecipanti sono più anziani in questo studio e potrebbero aver superato la fase di sviluppo psicomotorio in cui le abilità motorie sono più rilevanti di quelle verbali e visuospaziali complesse [52]: le abilità motorie potrebbero essere diventate stabili e l'esercizio fisico non lo è. efficace secondo l'ipotesi della dipendenza dall'età [25,56] (vedi sotto per maggiori dettagli). D'altra parte, la numerosità del campione differisce: questo studio ha testato un numero maggiore di partecipanti, e l'effetto nello studio di O'Brien e colleghi [55] potrebbe essere stato spurio.

Pertanto, questo studio è essenziale in quanto, per la prima volta, mostra un effetto positivo di periodi acuti di esercizio sull’STM in un ampio campione di partecipanti (rispetto alla letteratura precedente che non lo faceva [57,58]). È stato scoperto che gli esercizi aerobici [16] e anaerobici [59] migliorano le prestazioni della memoria a lungo termine.

Ad esempio, Pesce e colleghi [10] hanno valutato l'effetto di diversi tipi di esercizio aerobico sulla memoria nei preadolescenti (di età compresa tra 11 e 12 anni). Hanno riscontrato un miglioramento delle prestazioni in un'attività di richiamo ritardato (che richiedeva un maggiore coinvolgimento di WM) sia dopo una sessione di 40-minuti di esercizi con abilità chiuse che con esercizi con abilità aperte, ma solo un effetto dell'attività con abilità aperte per il richiamo immediato. Rispetto a Altri studi che non hanno mostrato alcun effetto sui processi di velocità della WM ([16]per una meta-analisi), questo studio mostra che gli esercizi di intensità intermedia influenzano altri aspetti della WM, vale a dire la capacità dei sottosistemi STM. Tuttavia, dobbiamo considerare che l'esercizio fisico potrebbe influenzare le funzioni cognitive solo nelle età in cui queste funzioni sono soggette a sviluppo o sono in declino (ipotesi di dipendenza dall'età; [25]).

Best [60] ha suggerito che un circuito neuronale immaturo è suscettibile alle esperienze e può essere influenzato più facilmente dall'esercizio fisico rispetto alle strutture cerebrali già mature. Hötting e Röder [25] hanno suggerito che le funzioni cognitive che subiscono cambiamenti di sviluppo (ad esempio, le funzioni esecutive nell'infanzia e nella vecchiaia) potrebbero ricevere benefici più significativi dall'esercizio.

6. Conclusioni

Questo studio ha studiato l’effetto di un esercizio di abilità aperte o chiuse sui sottosistemi STM nei bambini in età di scuola primaria nel contesto scolastico. È emerso un effetto benefico dell’esercizio di abilità aperte nei bambini di età compresa tra 7 e 10 anni e dell’esercizio di abilità chiuse per i bambini più grandi (9-10 anni) sulla ritenzione di STM rispetto all’attività di controllo.

I risultati contribuiscono a fornire prove sempre più evidenti della natura selettiva del collegamento esercizio-cognizione e presentano nuove scoperte sui benefici di contesti ecologici validi a scuola. Ci siamo concentrati sugli esercizi ordinari di abilità aperte e chiuse già ampiamente utilizzati nelle scuole [61], dimostrando il loro prezioso impatto sui sottosistemi della WM. Questo studio ha esteso le nostre scoperte sui benefici di un periodo di diversi tipi di attività fisica (ad esempio, esercizi con abilità aperte e chiuse [42]) ai bambini della scuola primaria.

Questi risultati sono interessanti poiché la tarda infanzia è un periodo delicato dello sviluppo cognitivo. Pertanto, questi risultati potrebbero essere fondamentali per l’organizzazione di programmi di supporto all’apprendimento economicamente vantaggiosi volti a sviluppare domini cognitivi specifici, poiché singoli periodi di esercizio che migliorano le capacità di WM possono, a loro volta, aumentare il rendimento accademico a lungo termine. In effetti, la WM è alla base del funzionamento quotidiano e dei risultati accademici [54] e si sviluppa linearmente dall’età prescolare fino all’adolescenza [60].

I nostri risultati potrebbero supportare ulteriormente la ricerca che mostra che singoli esercizi a scuola con abilità aperte potrebbero essere interventi promettenti per promuovere lo sviluppo cognitivo dei bambini [62] poiché potrebbero essere facilmente implementati nelle routine scolastiche quotidiane dei bambini [61,63,64]. In particolare, un aspetto interessante di questo studio è legato all'uso di una durata intermedia dell'esercizio (cioè 30 minuti) rispetto alla durata elevata utilizzata in altri studi [10,65,66]. Questa durata si è rivelata efficace nei bambini e potrebbe suggerire che mezz’ora di attività fisica mirata possa essere promettente in termini di applicabilità a diversi contesti scolastici.

Tuttavia è necessario considerare alcune limitazioni. Questo studio ha limitato la raccolta dei dati solo a poche classi (3a e 4a) e le direzioni future potrebbero includere anche i bambini più grandi e i preadolescenti per avere una traiettoria di sviluppo più precisa dell’effetto dell’attività fisica sulla WM poiché i bambini di età diverse potrebbero essere diversamente sensibili a seconda all’ipotesi della dipendenza dall’età [25].

Inoltre, non abbiamo confrontato altre misure di WM per indagare le relazioni tra i sottosistemi STM e le capacità esecutive centrali, e studi futuri potrebbero affrontare questo problema. Infine, non abbiamo inserito un terzo tempo di misurazione (ad esempio, 30 minuti o un'ora dopo l'esercizio) per indagare quanto dura l'effetto positivo sul funzionamento cognitivo.

In conclusione, l'attività aerobica dovrebbe diventare una parte fondamentale della vita quotidiana dei bambini in età scolare. Questi risultati dovrebbero incoraggiare genitori ed educatori a riconsiderare l’importanza dell’esercizio aerobico e dell’attività fisica regolare non solo per lo sviluppo fisico ma anche per quello cognitivo.

Contributi dell'autore: Concettualizzazione, AT, GO e AC; cura dei dati, AT e GO; analisi formale, AT e GO; indagine, AT, GO, AC; metodologia, AT, GO e AC; amministrazione del progetto, AT e GO; risorse, AT; software, AT; supervisione, AT; validazione, AT e G.O.; scrittura-bozza originale, AT e GO; Tutti gli autori hanno letto e accettato la versione pubblicata del manoscritto.

Finanziamenti: questa ricerca non ha ricevuto finanziamenti esterni.

Dichiarazione del comitato di revisione istituzionale: tutte le procedure eseguite negli studi che coinvolgono partecipanti umani hanno seguito gli standard etici del comitato di ricerca istituzionale e/o nazionale e sono conformi alla Dichiarazione di Helsinki del 1964 e ai suoi successivi emendamenti o standard etici comparabili. Il Comitato Etico dell'Università di Bologna ha approvato lo studio n. 2.13 del 5.3.2015 (5 marzo 2015).

Dichiarazione di consenso informato: il consenso informato è stato ottenuto da tutti i soggetti coinvolti nello studio.

Dichiarazione sulla disponibilità dei dati: i dati presentati in questo studio sono disponibili su richiesta da parte dell'autore corrispondente.

Conflitti di interessi: gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi.

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