La evolución experimentada por la medicina durante los últimos años no podría explicarse sin el papel de las nuevas tecnologías. Concretamente, las tecnologías médicas han tenido un papel destacado en el conocimiento de los mecanismos biológicos implicados en el comportamiento del cuerpo humano. La investigación, el desarrollo y la innovación tecnológica se convierten en instrumentos fundamentales, no sólo para la mejora del diagnóstico y la terapia de enfermedades, sino también para la mejora de la calidad de vida.
Durante los últimos años se debate la hipótesis de si la actividad física estimula el rendimiento intelectual de los estudiantes. Esta hipótesis considera que el ejercicio físico cambia la comunicación neuronal actuando en el espacio de intercambio de información, lo que repercute en la conectividad cerebral, modificando la estructura y función del sistema nervioso.
Desde el CREB (Centro de Investigación en Ingeniería Biomédica de la UPC) hemos querido aportar nuestro conocimiento al debate de la hipótesis anterior conjuntamente con los miembros de la alianza BERTA para la Investigación y Tecnología Biomédica. Esta alianza, formada por la Fundación para la Investigación y la Docencia Sant Joan de Déu de Dios, el CREB (Centro miembro del CIT UPC ), el IBUB ( Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona) y el IR3C (Instituto de Investigación en Cerebro, Cognición y Conducta de la Universidad de Barcelona), pretende desarrollar diferentes proyectos donde el niño será el gran protagonista. Dentro del campo de la salud, el mercado más importante es el de los adultos, donde se focalizan casi todas las innovaciones del sector salud. El sector pediátrico requiere soluciones a medida para que muchas veces no puede incorporar las propuestas pensadas y diseñadas para adultos (y cuando se hace es con mucho retraso).
Actualmente, hemos iniciado un proyecto para evaluar la influencia del ejercicio físico en el rendimiento intelectual en tres grupos de niños: sedentarios; previamente sedentarios y que inician un programa de entrenamiento físico con motivo de este estudio; y deportistas de alta competición (niños en clubes de alto rendimiento deportivo). Concretamente, los objetivos de este proyecto son:
- Determinar biomarcadores de función sináptica, así como evaluar funciones cognitivas, antes, durante y después del entrenamiento, mediante el uso de tests electrofisiológicos y pruebas computacionales.
- Evaluar la cinética de factores de crecimiento neuronal producidos por el ejercicio y relacionarlo con las funciones cognitivas
- Determinar variaciones genéticas individuales que predisponen a un mayor beneficio cognitivo del ejercicio físico.
- Estudiar cambios cerebrales analizados con técnicas de neuroimagen producidos por el entrenamiento físico.
El CREB, a través de tres de sus divisiones (Instrumentación y Bioingeniería, Informática Gráfica y Señales y Sistemas Biomédicos), aporta al proyecto su experiencia y conocimiento en investigación aplicada y transferencia tecnológica, proponiendo nuevas herramientas de tecnología médica para realizar las pruebas y el análisis de los resultados.
Con los sistemas desarrollados por la División de Instrumentación y Bioingeniería del CREB, utilizando técnicas de bioimpedancia, se monitorizará el índice de masa corporal, así como la composición corporal antes del estudio, en un punto intermedio del mismo y al final. También se monitorizará la actividad física durante el ejercicio mediante actímetros o smartphones, para evaluar de forma objetiva los niveles de actividad diaria total en todos los niños que participarán en el estudio.
La División de Informática Gráfica del CREB diseñará un juego con computador que permitirá medir de forma automática la atención (antes y después del ejercicio). Los investigadores de esta división tienen experiencia en trabajar con end-users infantiles, cuentan con asesoramiento en el ámbito de la psicología para diseñar los tests de atención dentro del juego, y el software desarrollado funcionará en dispositivos móviles.
Por su parte, la División de Señales y Sistemas Biomédicos del CREB realizará la integración y análisis de los datos mediante estadística avanzada que incluirá: análisis longitudinales para medidas consecutivas de biomarcadores y sus correlaciones con variables clínicas, el entrenamiento de modelos predictivos multivariantes no lineales, así como el análisis e integración de los datos obtenidos de plataformas ómicas.
Los resultados obtenidos de este estudio podrán servir de base para recomendar programas específicos de entrenamiento físico en las escuelas, dirigidos a la mejora de las habilidades cognitivas y del rendimiento académico de los estudiantes. Así, avanzaremos hacia una sociedad donde nuestros niños llegarán a la edad adulta habiendo incorporado mejores hábitos saludables, ganarán más confianza en sí mismos y tendrán mejor calidad de vida.
Pere Caminal
Director del Centre de Recerca en Enginyeria Biomèdica (CREB UPC), membre de CIT UPC.