Diversas dimensões da saúde humana são beneficamente influenciadas pela atividade física, incluindo a saúde neurológica. Várias linhas de evidência convincentes indicam que a atividade física, especialmente o exercício aeróbico, é um poderoso estímulo para a neurogênese, protege novos neurônios e melhora a cognição e o desempenho cerebral.

No entanto, certos tipos de atividade física também podem causar danos cerebrais agudos e possíveis sequelas neurodegenerativas.

Os exemplos mais notáveis ​​são os esportes que aumentam o risco de concussão e exposição a impactos repetitivos na cabeça.

Os neurocientistas do esporte se deparam, portanto, com um enigma interessante: por que o cérebro humano depende da atividade física para funcionar de maneira ideal e, ao mesmo tempo, é suscetível a danos de formas específicas de atletismo?

Embora o conhecimento dos mecanismos imediatamente responsáveis ​​por um fenômeno biológico seja necessário para explicar como esse fenômeno existe, apenas a teoria da evolução e os dados podem explicar por que ele existe. Portanto, conclui-se que uma compreensão científica satisfatória de por que as atividades esportivas são necessárias e potencialmente perigosas para a saúde do cérebro humano requer uma perspectiva evolutiva.

O objetivo do trabalho desenvolvido por Wallace e colaboradores (2018) foi fornecer respostas a três perguntas. Primeiro, para que tipo de atividade física nós humanos estamos adaptados? Em segundo lugar, como os cérebros humanos co-evoluíram com os padrões de atividade física? E terceiro, para quais tipos de atividade física os cérebros humanos são mal ou inadequadamente adaptados?

Para mostrar que os humanos estão adaptados para certos tipos de atividade física, é útil relembrar Darwin e sua teoria da seleção natural.

A seleção natural é o resultado de três fenômenos: (1) todos os organismos têm características que variam; (2) alguns desses traços são herdados; e (3) organismos competem por recursos. A profunda percepção de Darwin foi que, com o tempo, os traços hereditários que aumentam ou dificultam a capacidade de um organismo de competir e produzir descendentes tornam-se mais ou menos comuns ao longo das gerações.

Muitas adaptações humanas estão relacionadas à nossa capacidade de ser fisicamente ativo. A sobrevivência e o sucesso reprodutivo entre humanos, como em todos os animais, dependem da capacidade de se mover para obter recursos, encontrar um companheiro e evitar predadores. A seleção natural levou a diversos padrões de atividade física entre os animais.

Especificamente, os humanos estão bem adaptados para atividades que exigem resistência em vez de força e para atividades raras ou ausentes em outros primatas e mamíferos, como a capacidade de caminhar e correr longas distâncias em velocidades relativamente rápidas em condições quentes e áridas.

Os padrões únicos de atividade física dos humanos começaram quando as linhagens de humanos e chimpanzés divergiram de nosso último ancestral comum entre 8 e 5 milhões de anos atrás. Esta espécie era uma forma de macaco quadrúpede que vivia nas florestas tropicais da África. Era quase certamente bem adaptado para escalar árvores, lutar e outras atividades que exigiam energia, mas era menos capaz de atividades de resistência, como viagens de longa distância.

Há evidências de que os Australopithecus (7-4 milhões de anos atrás) foram adaptados para uma combinação de atividades tanto no solo quanto nas árvores, com seus membros inferiores apresentando adaptações importantes para a marcha bípede, mas seus membros superiores mantendo muitas características úteis, como, por exemplo, para escalar. Embora o bipedismo no Australopithecus provavelmente não fosse inteiramente humano, a seleção natural aparentemente favoreceu adaptações que lhes permitiram viajar e forragear com mais eficiência em habitats abertos e não florestais.

O Homo erectus (3-2 milhões de anos atrás) era o ancestral mais antigo conhecido com um corpo essencialmente humano. Ao contrário do Australopithecus, que mantinha adaptações para a vida nas árvores, o H. erectus era um bípede totalmente comprometido. Foi a primeira espécie a praticar um estilo de vida de caça e coleta, o que significava uma forte dependência de atividades que exigiam resistência, especialmente caminhar longas distâncias.

Outra adaptação fundamental do H. erectus foi sua capacidade de competir por resistência, provavelmente para caça. A persistência da caça é possibilitada pela capacidade dos humanos de percorrer longas distâncias a velocidades que exigem que os mamíferos quadrúpedes galopem.

Uma das vantagens que os humanos têm nessa velocidade é a capacidade desenvolvida exclusivamente de resfriar o corpo pela transpiração.

Todos os outros mamíferos devem se refrescar ofegando, o que não podem fazer galopando. Portanto, quando perseguidos por períodos prolongados, especialmente em condições de calor, os animais superaquecem e se escondem para esfriar. Caçadores humanos perseguem presas intermitentemente enquanto correm e depois rastreiam presas enquanto caminham; eventualmente, os animais entram em colapso devido à hipertermia, momento em que se tornam alvos fáceis.

Embora os Australopithecus tivessem cérebros ligeiramente maiores do que os chimpanzés, o aumento do cérebro foi pronunciado em H. erectus. Os cérebros cresceram ainda mais em descendentes, incluindo H. neanderthalensis (1170–1740cm3) e humanos modernos, H. sapiens (1100–1900cm3). A coincidência entre o pico inicial no tamanho do cérebro em H. erectus e o surgimento de adaptações para resistência e estilo de vida de caçadores-coletores sugeriu fortemente que esses fenômenos estão evolutivamente ligados.

O sustento dos caçadores-coletores depende criticamente de nossas habilidades cognitivas únicas e complexas. Entre as habilidades mais vitais está uma maior capacidade de cooperação, que deve ter sido habilitada no H. erectus e em ancestrais mais recentes pela expansão do cérebro. Para isso, é necessário um cérebro equipado para o aprendizado cultural, no qual o comportamento social de uma pessoa é formado a partir de informações obtidas de outros membros do grupo.

A aprendizagem cultural, por sua vez, requer uma teoria da mente totalmente desenvolvida (a capacidade de compreender as mentes dos outros), o poder de raciocinar, a capacidade de comunicar através da linguagem e do comportamento simbólico, os meios para realizar um acompanhamento de interações e os meios para refrear os impulsos egoístas e agressivos. Todas essas habilidades cognitivas humanas estão ausentes ou pouco desenvolvidas em outros primatas.

A caça apresenta o desafio cognitivo adicional e exigente de ter que antecipar os padrões de movimento de presas evasivas e muitas vezes enigmáticas, não apenas para localizar o animal em primeiro lugar, mas também para rastreá-lo. A realização desses feitos requer pensamento indutivo e dedutivo: lógica indutiva para encontrar e rastrear o animal com base em pistas de rastros e outras visões e cheiros, e lógica dedutiva para formar hipóteses sobre como o animal provavelmente se comportará e usará pistas para testar essas previsões. Os elementos cognitivos empregados no rastreamento de animais podem representar as raízes do pensamento científico.

Embora os fundamentos neurofisiológicos da motivação e propensão humana para certos tipos de atividade física não sejam totalmente compreendidos, é provável que um componente crucial seja o circuito de recompensa natural do cérebro. Este sistema altamente sensível responde aos estímulos gerados pela atividade física, especialmente o exercício aeróbico, e parece desempenhar um papel importante na motivação das pessoas para serem fisicamente ativas e melhorarem o desempenho. Portanto, recompensas neurobiológicas podem ser um alvo importante para a seleção natural que favorece padrões particulares de atividade física, especialmente atividades baseadas em resistência.

Embora os médicos possam pensar no exercício como uma estratégia para prevenir ou ajudar a tratar doenças, os biólogos evolucionistas pensam na atividade física como uma adaptação antiga. Nessa perspectiva, até muito recentemente, os humanos nunca podiam evitar a atividade física; portanto, os cérebros humanos exigem isso simplesmente porque evoluímos para sermos fisicamente ativos. A questão mais interessante é porque os cérebros humanos evoluíram para funcionar tão mal sem atividade física.

No cérebro, o aumento dos níveis de atividade física, especialmente o exercício aeróbico, resulta no aumento da produção de fatores neurotróficos que, por sua vez, aumentam a neurogênese, a neuroproteção e a função cognitiva.

O argumento de que os cérebros humanos são mal adaptados a indivíduos fisicamente ativos, mas com energia limitada, leva ao conceito de doenças de desajuste. Desajustes são as doenças mais prevalentes ou graves hoje porque nossos corpos e cérebros estão mal ou inadequadamente adaptados aos ambientes modernos.

Os dois principais critérios para identificá-los são:

(1) Na atualidade, a doença é mais frequente ou grave do que era entre as populações humanas no passado.

(2) Determinantes evitáveis ​​de doenças tornaram-se mais comuns em ambientes modernos.

Diversas doenças neurológicas e psiquiátricas são boas candidatas a doenças de desajuste, principalmente aquelas em que a inatividade física é fator de risco ou pode acelerar a doença, como Alzheimer, Parkinson, esclerose múltipla, ansiedade e depressão. Alcançar uma melhor compreensão da saúde neurológica e mental da população contemporânea deve ser um objetivo de pesquisas futuras.

Uma perspectiva evolutiva também é relevante para abordar porque os cérebros humanos são tão suscetíveis a danos de atividades específicas que são comuns em alguns esportes. Ao longo da história evolutiva, os crânios humanos tornaram-se cada vez mais frágeis e propensos a fraturas.

Embora os mecanismos responsáveis ​​por esse aumento da fragilidade do crânio não sejam bem compreendidos, um fator importante pode ser a redução da reatividade androgênica em humanos modernos, que pode ter sido favorecida pela seleção natural, pois facilitou a caça e a coleta ao promover a tolerância social. Independentemente das causas, no entanto, a consequência dessa mudança evolutiva é que os cérebros humanos são especialmente vulneráveis ​​ao sangramento de fraturas do crânio.

Embora os humanos não sejam os únicos animais suscetíveis à exposição a concussões ou impactos repetitivos na cabeça, a extraordinária expansão do cérebro humano ao longo da evolução o tornou propenso a danos causados ​​por forças de aceleração e desaceleração. Embora essa adaptação fosse vital para a caça e a coleta, ela teve o custo de uma capacidade severamente diminuída de suportar acelerações e desacelerações cerebrais, que geralmente ocorrem entre pessoas que participam de esportes de contato/colisão.

Os cérebros humanos requerem atividade física para funcionar de maneira ideal porque evoluíram entre nossos ancestrais caçadores-coletores que quase nunca conseguiam evitar exercícios baseados em resistência. Além disso, como a energia dos alimentos era limitada entre nossos ancestrais, eles evoluíram para exigir estímulos de atividade física ajustáveis ​​à capacidade de demanda.

Como resultado, os cérebros humanos estão mal adaptados à extrema inatividade física típica de muitas pessoas hoje, o que provavelmente contribui para a alta prevalência e gravidade de muitos distúrbios neurológicos e de saúde mental. Graças à nossa história evolutiva, os cérebros humanos são adaptados para obter importantes benefícios para a saúde das atividades atléticas, especialmente aquelas que envolvem exercícios aeróbicos.

Infelizmente, no entanto, cérebros humanos excepcionalmente grandes também são vulneráveis ​​a danos de certos esportes, especialmente esportes de contato/colisão, que aumentam o risco de concussão e exposição repetitiva ao impacto da cabeça.