Mecanismos neurofisiológicos que medeiam a relação entre atividade física e desempenho cognitivo em jovens: uma revisão sistemática
DOI:
https://doi.org/10.47197/retos.v77.118422Palavras-chave:
Atividade física, biomarcadores, desempenho cognitivo, juventude, neurofisiologiaResumo
Introdução: Embora evidências científicas recentes tenham associado a atividade física a uma melhoria significativa dos indicadores cognitivos em crianças, ainda existem incertezas quanto aos mecanismos neurofisiológicos subjacentes a esta relação.
Objectivo: Fornecer uma visão abrangente das evidências recentes sobre os mecanismos neurofisiológicos e estruturais que medeiam a relação entre a actividade física e os indicadores cognitivos em indivíduos dos 6 aos 18 anos.
Método: Foi realizada uma pesquisa de artigos publicados entre 2017 e março de 2025 nas bases de dados Scopus, Web of Science, PubMed e ERIC. Uma equipa de investigação com revisão por pares foi formada na Rayyan e seguiu as diretrizes PRISMA e critérios específicos, resultando em 26 estudos metodologicamente sólidos.
Resultados: Os resultados foram classificados em três vias interligadas: 1. Molecular: O BDNF periférico exibe respostas heterogéneas e parece depender de intensidades específicas e perfis genéticos. 2. Funcional: A atividade física vigorosa e coordenada melhora a oxigenação pré-frontal e aumenta a eficiência dos sinais cerebrais (P300), facilitando o controlo inibitório. 3. Estrutural: Tem um efeito reparador em crianças com excesso de peso, dado que o exercício demonstra a eliminação da substância branca afetada pela inflamação resultante do excesso de peso.
Conclusões: O fortalecimento dos indicadores cognitivos não responde a um único mecanismo, mas sim a uma série de adaptações neurofisiológicas, eficiência da rede e alterações morfológicas. Isto sugere uma mudança de paradigma na prescrição personalizada do exercício, onde a exigência cognitiva e a individualidade são determinantes das respostas neurofisiológicas.
Referências
Adelantado-Renau, M., Esteban-Cornejo, I., Mora-Gonzalez, J., Plaza-Florido, A., Rodriguez-Ayllon, M., Maldonado, J., Victoria Escolano-Margarit, M., Gómez Vida, J., Catena, A., Erickson, K. I., & Orte-ga, F. B. (2022). Neurotrophic factors and brain health in children with overweight and obesity: The role of cardiorespiratory fitness. European Journal of Sport Science, 23(4), 637–648. https://doi.org/10.1080/17461391.2022.2044912
Aguayo, B. B., Román, P. Á. L., Sánchez, J. S., & Vallejo, A. P. (2022). Effect of physical activity and fit-ness on executive functions and academic performance in children of elementary school. A systematic review. Cultura, Ciencia y Deporte, 17(51), 85–103. https://doi.org/10.12800/ccd.v17i51.1699
Alghadir, A. H., Gabr, S. A., & Iqbal, Z. A. (2020). Effect of gender, physical activity and stress-related hormones on adolescent’s academic achievements. International Journal of Environmental Re-search and Public Health, 17(11), 1–14. https://doi.org/10.3390/ijerph17114143
Alvarado-Melo, J., León-Ariza, H., & Ladino, E. (2024). Physical activity in students and its association with attention. A systematic review. Retos. Nuevas Tendencias En Educación Física, Deporte y Recreación, 56, 834–845. https://doi.org/10.47197/retos.v56.102537
Amin, H. U., Malik, A. S., Kamel, N., Chooi, W. T., & Hussain, M. (2015). P300 correlates with learning & memory abilities and fluid intelligence. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 12(1), 1–14. https://doi.org/10.1186/s12984-015-0077-6
Barker, T. H., Stone, J. C., Sears, K., Klugar, M., Tufanaru, C., Leonardi-Bee, J., Aromataris, E., & Munn, Z. (2023). The revised JBI critical appraisal tool for the assessment of risk of bias for randomized controlled trials. JBI Evidence Synthesis, 21(3), 494–506. https://doi.org/10.11124/JBIES-22-00430
Caamaño-Navarrete, F., Arriagada-Hernández, C., Sandoval-Obando, E., Lagos-Hernández, R., Delgado-Floody, P., & Fuentes-Vilugrón, G. (2025). Pausas activas y funciones cognitivas en el contexto escolar. Una revisión sistemática. Retos. Nuevas Tendencias En Educación Física, Deporte y Recreación, 74, 423–438. https://doi.org/10.47197/retos.v74.117320
Cadenas-Sánchez, C., Migueles, J. H., Verdejo-Román, J., Erickson, K. I., Esteban-Cornejo, I., Catena, A., & Ortega, F. B. (2023). Physical activity, sedentary time, and fitness in relation to brain shapes in children with overweight/obesity: Links to intelligence. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 33(3), 319–330. https://doi.org/10.1111/sms.14263
Chaddock-Heyman, L., Weng, T. B., Loui, P., Kienzler, C., Weisshappel, R., Drollette, E. S., Raine, L. B., Westfall, D., Kao, S. C., Pindus, D. M., Baniqued, P., Castelli, D. M., Hillman, C. H., & Kramer, A. F. (2021). Brain network modularity predicts changes in cortical thickness in children involved in a physical activity intervention. Psychophysiology, 58(10), 1–21. https://doi.org/10.1111/psyp.13890
de Bruijn, A. G. M., van der Fels, I. M. J., Renken, R. J., Königs, M., Meijer, A., Oosterlaan, J., Kostons, D. D. N. M., Visscher, C., Bosker, R. J., Smith, J., & Hartman, E. (2021). Differential effects of long-term aerobic versus cognitively-engaging physical activity on children’s visuospatial working memory related brain activation: A cluster RCT. Brain and Cognition, 155. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2021.105812
Diaz-Castro, J., Garcia-Vega, J. E., Ochoa, J. J., Puche-Juarez, M., Toledano, J. M., & Moreno-Fernandez, J. (2021). Implementation of a Physical Activity Program Protocol in Schoolchildren: Effects on the Endocrine Adipose Tissue and Cognitive Functions. Frontiers in Nutrition, 8, 1–14. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.761213
Drollette, E. S., Pasupathi, P. A., Slutsky-Ganesh, A. B., & Etnier, J. L. (2024). Take a Break for Memory Sake! Effects of Short Physical Activity Breaks on Inhibitory Control, Episodic Memory, and Event-Related Potentials in Children. Brain Sciences, 14(7). https://doi.org/10.3390/brainsci14070626
Erickson, K. I., Hillman, C. H., & Kramer, A. F. (2015). Physical activity, brain, and cognition. In Current Opinion in Behavioral Sciences (Vol. 4, pp. 27–32). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.cobeha.2015.01.005
Erickson, K. I., Hillman, C., Stillman, C. M., Ballard, R. M., Bloodgood, B., Conroy, D. E., Macko, R., Marquez, D. X., Petruzzello, S. J., & Powell, K. E. (2019). Physical Activity, Cognition, and Brain Outcomes: A Review of the 2018 Physical Activity Guidelines. In Medicine and Science in Sports and Exercise (Vol. 51, Number 6, pp. 1242–1251). Lippincott Williams and Wilkins. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000001936
Esteban-Cornejo, I., Rodriguez-Ayllon, M., Verdejo-Roman, J., Cadenas-Sanchez, C., Mora-Gonzalez, J., Chaddock-Heyman, L., Raine, L. B., Stillman, C. M., Kramer, A. F., Erickson, K. I., Catena, A., Orte-ga, F. B., & Hillman, C. H. (2019). Physical fitness, white matter volume and academic perfor-mance in children: Findings from the activebrains and FITKids2 projects. Frontiers in Psychol-ogy, 10(FEB). https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.00208
Esteban-Cornejo, I., Stillman, C. M., Rodriguez-Ayllon, M., Kramer, A. F., Hillman, C. H., Catena, A., Erick-son, K. I., & Ortega, F. B. (2021). Physical fitness, hippocampal functional connectivity and aca-demic performance in children with overweight/obesity: The ActiveBrains project. Brain, Be-havior, and Immunity, 91, 284–295. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2020.10.006
Esvald, E. E., Tuvikene, J., Kiir, C. S., Avarlaid, A., Tamberg, L., Sirp, A., Shubina, A., Cabrera-Cabrera, F., Pihlak, A., Koppel, I., Palm, K., & Timmusk, T. (2023). Revisiting the expression of BDNF and its receptors in mammalian development. Frontiers in Molecular Neuroscience, 16. https://doi.org/10.3389/fnmol.2023.1182499
García Cantó, E., Rosa Guillamón, A., José Carrillo López Ministerio De Educación, P., Deporte, C. Y., & José Pérez-Soto, J. (2021). Relación entre condiciones físicas y atención cognitiva de los niños de educación primaria. Revista Digital de Educación Física, 70, 95–113. https://www.researchgate.net/publication/353038200
Haapala, E. A., Lubans, D. R., Jaakkola, T., Barker, A. R., Plaza-Florido, A., Gracia-Marco, L., Solis-Urra, P., Cadenas-Sanchez, C., Esteban-Cornejo, I., & Ortega, F. B. (2024). Which indices of cardiorespira-tory fitness are more strongly associated with brain health in children with over-weight/obesity? Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 34(1). https://doi.org/10.1111/sms.14549
Kjellenberg, K., Ekblom, Tarassova, O., Fernström, M., Nyberg, G., Ekblom, M. M., Helgadóttir, B., & Hei-land, E. G. (2024). Short, frequent physical activity breaks improve working memory while preserving cerebral blood flow in adolescents during prolonged sitting - AbbaH teen, a random-ized crossover trial. BMC Public Health, 24(1). https://doi.org/10.1186/s12889-024-19306-y
Knatauskaitė, J., Pukėnas, K., Trinkūnienė, L., & Budde, H. (2021). A randomized controlled trial on the influence of two types of exercise training vs control on visuospatial processing and mathe-matical skills: The role of cortisol. Physiology and Behavior, 229. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2020.113213
Laínez Villao, M. D., Cevallos Suarez, A. P., Vera Rodríguez, B. E., & Alcivar Ponce, J. L. (2025). Deporte, recreación e inteligencia emocional: un estudio bibliométrico sobre su relación con el rendi-miento académico (2000–2024). Retos. Nuevas Tendencias En Educación Física, Deporte y Recreación, 72, 1186–1195. https://doi.org/10.47197/retos.v73.117603
Latomme, J., Calders, P., Waelvelde, H. Van, Mariën, T., & De Craemer, M. (2022). The Role of Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) in the Relation between Physical Activity and Executive Functioning in Children. Children, 9(5). https://doi.org/10.3390/children9050596
Lind, R. R., Beck, M. M., Wikman, J., Malarski, K., Krustrup, P., Lundbye-Jensen, J., & Geertsen, S. S. (2019). Acute high-intensity football games can improve children’s inhibitory control and neu-rophysiological measures of attention. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 29(10), 1546–1562. https://doi.org/10.1111/sms.13485
Liu, L., Xin, X., & Zhang, Y. (2025). The effects of physical exercise on cognitive function in adolescents: a systematic review and meta-analysis. Frontiers in Psychology, 16. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2025.1556721
Ludyga, S., Koutsandréou, F., Reuter, E. M., Voelcker-Rehage, C., & Budde, H. (2019). A randomized con-trolled trial on the effects of aerobic and coordinative training on neural correlates of inhibito-ry control in children. Journal of Clinical Medicine, 8(2). https://doi.org/10.3390/jcm8020184
Mazzoli, E., Salmon, J., Teo, W. P., Pesce, C., He, J., Ben-Soussan, T. D., & Barnett, L. M. (2021). Breaking up classroom sitting time with cognitively engaging physical activity: Behavioural and brain responses. PLoS ONE, 16(7 July). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253733
Mazzoli, E., Teo, W. P., Salmon, J., Pesce, C., He, J., Ben-Soussan, T. D., & Barnett, L. M. (2019). Associa-tions of class-time sitting, stepping and sit-to-stand transitions with cognitive functions and brain activity in children. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(9). https://doi.org/10.3390/ijerph16091482
Meijer, A., Königs, M., Pouwels, P. J. W., Smith, J., Visscher, C., Bosker, R. J., Hartman, E., & Oosterlaan, J. (2022). Effects of aerobic versus cognitively demanding exercise interventions on brain struc-ture and function in healthy children—Results from a cluster randomized controlled trial. Psychophysiology, 59(8), 1–23. https://doi.org/10.1111/psyp.14034
Mora-González, J., Esteban-Cornejo, I., Cadenas-Sanchez, C., Migueles, J. H., Rodriguez-Ayllon, M., Moli-na-García, P., Hillman, C. H., Catena, A., Pontifex, M. B., & Ortega, F. B. (2019). Fitness, physical activity, working memory, and neuroelectric activity in children with overweight/obesity. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 29(9), 1352–1363. https://doi.org/10.1111/sms.13456
Mora-González, J., Esteban-Cornejo, I., Migueles, J. H., Rodriguez-Ayllon, M., Molina-Garcia, P., Cadenas-Sanchez, C., Solis-Urra, P., Plaza-Florido, A., Kramer, A. F., Erickson, K. I., Hillman, C. H., Catena, A., & Ortega, F. B. (2021). Physical fitness and brain source localization during a working memory task in children with overweight/obesity: The ActiveBrains project. Developmental Science, 24(3). https://doi.org/10.1111/desc.13048
Mora-González, J., Esteban-Cornejo, I., Solis-Urra, P., Migueles, J. H., Cadenas-Sanchez, C., Molina-Garcia, P., Rodriguez-Ayllon, M., Hillman, C. H., Catena, A., Pontifex, M. B., & Ortega, F. B. (2020). Fitness, physical activity, sedentary time, inhibitory control, and neuroelectric activity in children with overweight or obesity: The ActiveBrains project. Psychophysiology, 57(6), 1–18. https://doi.org/10.1111/psyp.13579
Moreau, D., Kirk, I. J., & Waldie, K. E. (2017). High-intensity training enhances executive function in children in a randomized, placebo-controlled trial. ELife, 6. https://doi.org/10.7554/eLife.25062
Munn, Z., MClinSc, S. M., Lisy, K., Riitano, D., & Tufanaru, C. (2015). Methodological guidance for sys-tematic reviews of observational epidemiological studies reporting prevalence and cumulative incidence data. International Journal of Evidence-Based Healthcare, 13(3), 147–153. https://doi.org/10.1097/XEB.0000000000000054
Ortega, F. B., Mora-Gonzalez, J., Cadenas-Sanchez, C., Esteban-Cornejo, I., Migueles, J. H., Solis-Urra, P., Verdejo-Román, J., Rodriguez-Ayllon, M., Molina-Garcia, P., Ruiz, J. R., Martinez-Vizcaino, V., Hillman, C. H., Erickson, K. I., Kramer, A. F., Labayen, I., & Catena, A. (2022). Effects of an Exer-cise Program on Brain Health Outcomes for Children With Overweight or Obesity: The Active-Brains Randomized Clinical Trial. JAMA Network Open, 5(8), e2227893. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2022.27893
Ouzzani, M., Hammady, H., Fedorowicz, Z., & Elmagarmid, A. (2016). Rayyan-a web and mobile app for systematic reviews. Systematic Reviews, 5(1). https://doi.org/10.1186/s13643-016-0384-4
Oviedo, C. P., & Soria Viteri, J. (2015). Pregunta de investigación y estrategia PICOT. Revista Medicina, 19(1), 66–69. https://doi.org/10.23878/medicina.v19i1.647
Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L., Tetz-laff, J. M., Akl, E. A., & Brennan, S. (2021). The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ (Clinical Research Ed.), 372, n71., 1–9. https://doi.org/10.1136/bmj.n71
Papasideris, M., Ayaz, H., Safati, A. B., Morita, P. P., & Hall, P. A. (2021). Examining the relationships among adolescent health behaviours, prefrontal function, and academic achievement using fNIRS. Developmental Cognitive Neuroscience, 50. https://doi.org/10.1016/j.dcn.2021.100983
Pizá-Mir, B., Benito, B., Rodríguez, L., & González, F. (2022). Physical exercise based on active breaks on cognitive function and mathematical competence in undergraduate students. Retos. Nuevas Tendencias En Educación Física, Deporte y Recreación, 45, 970–977. https://doi.org/10.47197/retos.v45i0.92669
Plaza-Florido, A., Esteban-Cornejo, I., Mora-Gonzalez, J., Torres-Lopez, L. V., Osuna-Prieto, F. J., Gil-Cosano, J. J., Radom-Aizik, S., Labayen, I., Ruiz, J. R., Altmäe, S., & Ortega, F. B. (2023). Gene–exercise interaction on brain health in children with overweight/obesity: the ActiveBrains ran-domized controlled trial. Journal of Applied Physiology, 135(4), 775–785. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00435.2023
Pulido, R. O., & Ramírez, M. L. (2020). Actividad física, cognición y rendimiento escolar: una breve re-visión desde las neurociencias. Retos. Nuevas Tendencias En Educación Física, Deporte y Re-creación, 38, 868–878. https://doi.org/10.47197/retos.v38i38.72378
Singh, B., Bennett, H., Miatke, A., Dumuid, D., Curtis, R., Ferguson, T., Brinsley, J., Szeto, K., Petersen, J. M., Gough, C., Eglitis, E., Simpson, C. E. M., Ekegren, C. L., Smith, A. E., Erickson, K. I., & Maher, C. (2025). Effectiveness of exercise for improving cognition, memory and executive function: A systematic umbrella review and meta-meta-analysis. In British Journal of Sports Medicine (Vol. 59, Number 12, pp. 866–876). BMJ Publishing Group. https://doi.org/10.1136/bjsports-2024-108589
Tri Kaloka, P., Nopembri, S., & Elumalai, G. (2024). Improvement of Executive Function Through Cog-nitively Challenging Physical Activity with Nonlinear Pedagogy In Elementary Schools. Retos. Nuevas Tendencias En Educación Física, Deporte y Recreación, 51, 673–682. https://doi.org/10.47197/retos.v51.101024
Uji, M., & Tamaki, M. (2023). Sleep, learning, and memory in human research using noninvasive neu-roimaging techniques. Neuroscience Research, 189, 66–74. https://doi.org/10.1016/j.neures.2022.12.013
Vásquez, E., Mayanza, O., Morejón, S., & Barcia, A. (2025). Impacto de las actividades físico-deportivas en las funciones ejecutivas en estudiantes de Educación General Básica en Milagro. Retos. Nue-vas Tendencias En Educación Física, Deporte y Recreación, 68, 838–850. https://doi.org/10.47197/retos.v68.115383
Wang, C. C., Kuo, J. R., Chen, Y. C., Chio, C. C., Wang, J. J., & Lin, B. S. (2016). Brain tissue oxygen evalua-tion by wireless near-infrared spectroscopy. Journal of Surgical Research, 200(2), 669–675. https://doi.org/10.1016/j.jss.2015.10.005
Williams, R. A., Cooper, S. B., Dring, K. J., Hatch, L., Morris, J. G., Sunderland, C., & Nevill, M. E. (2020). Effect of football activity and physical fitness on information processing, inhibitory control and working memory in adolescents. BMC Public Health, 20(1). https://doi.org/10.1186/s12889-020-09484-w
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