Descansos activos y rendimiento cognitivo en el alumnado: una revisión sistemática

Juan Carlos Pastor-Vicedo

Alejandro Prieto-Ayuso

Sergio López Pérez

Jesús Martínez-Martínez

Resumen

Este trabajo tuvo por objetivo realizar una revisión sistemática sobre intervenciones escolares basadas en descansos activos en contexto escolar con la intención de poder identificar las características clave (duración del DA, intensidad de las actividades, naturaleza de las mismas) que debe cumplir un descanso activo para proporcionar un mayor rendimiento cognitivo, como la concentración y la atención en el alumnado. Se realizó una revisión sistemática siguiendo el método PRISMA, estableciendo los siguientes criterios de inclusión: a) estudios publicados entre 2010 y 2020 (ambos inclusive), b) escritos en español o en inglés, c) descanso activo como tema principal, d) artículos elaborados dentro del contexto escolar. Las bases de datos Web of Science, Scopus y PubMed fueron consultadas. Un total de 19 artículos fueron incluidos, mostrando todos ellos mejoras sobre la atención y concentración de los alumnos, tras la realización de un programa de intervención de descansos activos en contexto escolar. Además, se observó la importante influencia que tienen las variables de duración, tipo e intensidad de la intervención para que los descansos activos mejoren el rendimiento cognitivo del alumnado. Finalmente, se concluyó que se encontraron mayores beneficios en descansos activos de corta duración, a una intensidad vigorosa y a través de una actividad con mayor carga cognitiva.

Introducción 

La actividad física (AF) es un factor clave para la salud (OMS, 2020) en el desarrollo físico y psicológico de los niños (Blanco et al., 2020; Strong et al., 2005), ya que produce mejoras en el desarrollo motor (Williams et al., 2008), en la autoestima (Ulrich, 1997) y fortalece la aptitud cardiorrespiratoria (Okely et al., 2001). Del mismo modo, el sedentarismo y la inactividad física también se asocian a diferentes problemas de salud, como la enfermedad coronaria, patologías musculoesqueléticas, hipertensión arterial, colesterol alto, diabetes, depresión o ansiedad, entre otras (Piercy et al., 2018). Así, los datos ofrecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2020) nos muestran que el 84 % de las niñas y el 78 % de los niños de entre 11 y 17 años no cumplen la AF diaria recomendada para esta edad, es decir, 60 minutos diarios de actividad física a una intensidad moderada o vigorosa (AFMV) todos los días de la semana y que al menos se incluyan dos de fortalecimiento muscular (OMS, 2010), datos que se ven reforzados en España por el estudio PASOS (2019), en el cual se muestra como el 63.3 % de la población infantil y adolescente no cumple con las recomendaciones establecidas, el 40.6 % de escolares entre 6 y 9 años presenta un exceso de peso y empeora conforme avanza la edad adolescente, y más en las niñas respecto a los niños.

Esta disminución de la práctica de AF parece estar relacionada, en parte, con el estilo de vida sedentario presente en nuestra sociedad (Watson et al., 2019; Janssen y Leblanc, 2010), pero además, también con la existencia de un currículum escolar cargado de contenidos poco manipulativos y con un marcado carácter sedentario, donde la mayoría del proceso educativo se realiza dentro de las cuatro paredes del aula (Brindova et al., 2014). Esta realidad ha contribuido a la modificación del estilo de vida de los niños, alejándolos de opciones que les permitan ser físicamente activos. Este hecho resulta de vital importancia en edad escolar, ya que esta es considerada una etapa sensible, puesto que es donde se establecen gran parte de los hábitos que se mantendrán a lo largo de su vida (Buhring et al., 2009).

Esta situación parece situarse en el extremo opuesto de aquellos que consideran el centro educativo como un entorno ideal para la promoción de la AF, puesto que a pesar de los datos presentados, existen potencialidades que ofrece dicho entorno, tales como un espacio de interacción común, que brinda oportunidades idóneas de aprendizaje y que posibilita la interacción con el entorno inmediato. No obstante, no se debe ser ajeno a ciertas barreras importantes, como el ya mencionado currículo, o el escaso tiempo empleado en la experimentación o aprendizaje vivenciado, además de los encorsetados espacios de aprendizaje (Center on Education Policy, 2007). Las demandas curriculares en áreas denominadas instrumentales de aprendizaje abarcan gran parte del horario escolar, lo que ha llevado a autores como Van Stralen et al. (2014) a destacar que los niños de 6 a 12 años pasan el 64 % de su tiempo escolar en actividades sedentarias, mientras que solo el 5 % realizando AFMV. Es por ello que se hace evidente la necesidad de incrementar los niveles de AF dentro del contexto escolar, donde nos encontramos con diferentes momentos y espacios para ser activos, como pudieran ser las sesiones de educación física, el recreo, los descansos activos y las entradas y salidas del colegio, que son significativos respecto al cómputo semanal de la actividad física que realizan los escolares (Pastor-Pradillo, 2007; Martínez-Martínez et al., 2012), si bien es cierto que quedan determinados por diferentes condicionantes propios de cada comunidad educativa.

De entre estos tiempos y espacios de acción saludables, los descansos activos (DA) son entendidos como breves periodos de AF (Martínez-López et al., 2018) que se integran dentro del horario escolar, ofreciendo a los alumnos elevados niveles de AF. Este hecho no debe repercutir de forma negativa en su tiempo de aprendizaje, sino que, por el contrario, pueden llegar a mejorar el rendimiento cognitivo (Contreras-Jordán et al., 2020). En este sentido, el trabajo realizado por Hillman et al. (2011) refleja como episodios agudos de AF parecen mejorar el rendimiento atencional de los niños.  Altenburg, Chinapaw y Singh (2016) mostraron que alumnos a los que se les aplicaron dos DA de 20 minutos semanales mejoraron la atención selectiva, en comparación con el grupo control que solo tenía un DA. Por otro lado, la investigación desarrollada por Mavilidi et al. (2019) también encontró efectos beneficiosos aplicando descansos activos de menor duración, mejorando la atención, y la concentración en la tarea y en la memoria de trabajo. Las funciones cognitivas (atención, concentración, memoria de trabajo), por tanto, parecen ser mejoradas tras la realización de los DA. En este sentido, conviene diferenciar entre las funciones cognitivas y ejecutivas. La cognición, por su parte, hace referencia a un conjunto de procesos mentales que el ser humano es capaz de llevar a cabo. Por otro lado, las funciones ejecutivas constituyen un constructo empleado para conformar una serie de capacidades cognitivas implicadas en el control del pensamiento y la conducta (Zelazo y Carlson, 2012, 2020), incluyendo habilidades como la selección adecuada de los objetivos, iniciación y mantenimiento de un plan de acción, y la flexibilidad en las estrategias para alcanzar una meta (Banich, 2009; Soprano, 2003). Además, son esenciales para adaptarse al medio y tener un funcionamiento social adecuado.

Sin embargo, pese a que es sabido que los DA mejoran las funciones cognitivas tales como la atención y la concentración (Donnelly y Lambourne, 2011), existe cierta incertidumbre en cuanto a la estructura de los DA (Chacón-Cuberos et al., 2020), pues no queda clara en la literatura revisada la duración o la frecuencia recomendable de las intervenciones, así como la intensidad o tipo de actividad a proponer dentro de los DA (Laberge et al., 2012; Janssen et al., 2014), aun sabiendo la importancia que tienen estas variables como moderadoras de la propuesta (De Greeff et al., 2017). En este sentido, en un trabajo realizado por Hillman et al. (2011) no se encontraron efectos positivos en intervenciones basadas en ejercicios aeróbicos simples, pero sí en actividades cognitivamente exigentes. Por lo tanto, a la vista de la literatura existente, parece no existir un consenso en cuanto a las características que debe cumplir un descanso activo a fin de mejorar las funciones cognitivas.

Es por ello que el propósito de este trabajo ha sido realizar una revisión sistemática de la literatura, basada en la metodología PRISMA, sobre intervenciones escolares basadas en DA, con la intención de poder identificar las características clave (duración del DA, intensidad de las actividades, naturaleza de las mismas) que deben cumplir estos para facilitar un mayor rendimiento cognitivo.

Metodología

El proceso de obtención de la información que se recoge en este estudio se realizó mediante una revisión sistematizada en las bases de datos Web of Science, Scopus y PubMed. Las dos primeras fueron seleccionadas debido a que son las bases de datos multidisciplinares que presentan una mayor cantidad de artículos incluidos, y con respecto a la última, fue seleccionada debido a que es la base de datos más específica para artículos relacionados con la salud. La búsqueda se realizó siguiendo los pasos principales de PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta‐Analyses), incluyendo la estrategia PICO para la búsqueda de artículos en cada una de las bases de datos: participantes/participants (p. ej. primaria, estudiantes, niños), intervención/intervention (p. ej. programa, test), comparadores/comparators (p. ej. educación física, contexto deportivo), resultados/outcomes (p. ej. detección, selección). La estrategia de búsqueda utilizada para estas bases de datos quedó conformada de la siguiente forma: (cognitive OR attention OR “executive function*”) AND (“Primary School”) AND (“physical activity” OR “active breaks”). Posteriormente, se siguieron los cuatros pasos principales del método PRISMA: identificación, selección, elegibilidad e inclusión (Moher et al., 2009). Siguiendo esta estrategia, la cantidad de artículos encontrados fue un total de 425 (Web of Science-147; Scopus-205; PubMed-73), más otros tres artículos que se incluyeron desde fuentes externas, lo que hizo un total de 428 artículos para nuestra revisión bibliográfica.

Al total de los artículos encontrados se les aplicaron criterios de selección. Los criterios de inclusión para esta revisión bibliográfica fueron los siguientes: a) estudios publicados entre 2010 y 2020 (ambos inclusive), b) escritos en español o en inglés, c) descanso activo como tema principal, d) artículos elaborados dentro del contexto escolar. Además, se incluyeron artículos cualitativos y cuantitativos con el objetivo de ampliar la gama de artículos disponibles y, así, poder obtener una mayor cantidad de información sobre el tema a estudiar.

Todos los artículos fueron exportados al gestor bibliográfico Mendeley. Tras pasar el filtro de duplicados, el total de artículos quedó en 301 (127 artículos eliminados). Tras este segundo filtrado, teniendo en cuenta los criterios de inclusión, se descartaron un total de 237 artículos, al revisar el año, el título y el resumen. Finalmente, quedaron 64 artículos para su lectura completa, con el objetivo de observar si cumplían todos nuestros criterios de inclusión. Después de este último paso, se seleccionaron definitivamente 19 artículos, los cuales sirvieron para realizar la revisión bibliográfica con profundidad, descartando finalmente 45 documentos que, tras el análisis en profundidad, no cumplían los criterios de inclusión.

Los artículos que no se ajustaban a la fecha de publicación fueron descartados en el primer paso. Todos los artículos que cumplieron con nuestros criterios de inclusión fueron seleccionados para la revisión. Por lo tanto, el diagrama de flujo establecido por el método PRISMA puede verse en la Figura 1.

Figura 1

Ver a tamaño completo

Figura 2

Ver a tamaño completo

Resultados

Los 19 artículos seleccionados para ser incluidos en esta revisión son presentados en la Tabla 1, destacando los apartados de autores y año de publicación del artículo, objetivo principal de estudio, muestra (edad y número), instrumento de medida de las variables, variables a estudiar y resultados de la investigación.

Tabla 1
Características de los artículos analizados.

Ver Tabla

Objetivos

Del total de los 19 artículos, hemos podido observar que 7 de ellos tienen como objetivo principal de estudio los DA y su influencia en la atención y concentración de los alumnos (Contreras-Jordán et al., 2020; Janssen et al., 2014; Schmidt et al., 2016; Suarez-Manzano et al., 2018; Schmidt et al., 2019; Buchele-Harris et al., 2018; Mahar, 2011). Además, se han identificado otros 7 artículos que estudian el efecto de los DA en el rendimiento académico, comportamiento en el aula y nivel de AF (Routen et al., 2017; Watson et al., 2019; Egger et al., 2019; Mavilidi et al., 2020; Morris et al., 2019; Mavilidi et al., 2019; Masini et al., 2020). Por último, 5 estudios con temática diferente se han centrado en estudiar la influencia de los DA hacia la mejora de la práctica de AF (Mok et al., 2020), para la mejora de la memoria de trabajo (Rizal et al., 2019; Paschen et al., 2019) y para observar la eficacia de su implementación (Mazzoli et al., 2019), exceptuando un último artículo donde se evalúa la relación entre el desplazamiento activo y el rendimiento cognitivo (Ruiz-Hermosa et al., 2019).

Muestra

En cuanto a la muestra, de los 19 artículos seleccionados, 5 cuentan con una muestra inferior a 100 alumnos (Contreras-Jordán et al., 2020; Schmidt et al., 2016; Mavilidi et al., 2020; Mavilidi et al., 2019; Mazzoli et al., 2019).

Además, 7 de los estudios seleccionados presentan una muestra de entre 100 y 400 alumnos (Watson et al., 2019; Janssen et al., 2014; Egger et al., 2019; Schmidt et al., 2019; Buchele-Harris et al., 2018; Rizal et al., 2019; Morris et al., 2019). Por otro lado, solo uno de ellos supera la muestra de 400 alumnos (Mok et al., 2020). Por último, nos encontramos con 5 revisiones sistemáticas (Paschen et al., 2019; Suarez-Manzano et al., 2018; Masini et al., 2020; Mahar, 2011; Ruiz-Hermosa et al., 2019), por lo que desconocemos la muestra de cada una de ellas. Además, todos los artículos han sido incluidos en la etapa de educación primaria, mayoritariamente entre los 8 y los 12 años.

Instrumentos de medida

De los 19 artículos seleccionados, excluyendo las 5 revisiones sistemáticas (Paschen et al., 2019; Suarez-Manzano et al., 2018; Masini et al., 2020; Mahar, 2011; Ruiz-Hermosa et al., 2019), 6 artículos han utilizado estos instrumentos para medir la atención, como el Test D2, el TEA-Ch Test o el PANAS-C. Por otro lado, se han utilizado una serie de acelerómetros para medir el nivel de AF, utilizándose el ActiGraph GT3-X. Para observar el rendimiento académico, 5 artículos han utilizado diferentes instrumentos, destacando el Wheldall Assessment of Reading Passages Test (WARP) o el Westwood One Minute Tests of Basic Number Facts, Math Test o el Cued Recall Test. Por otro lado, 2 artículos también se han centrado en el nivel de AF, utilizando PAQ-C, The School Physical Activity Promotion Competence Questionnaire. Por último, 2 estudios han utilizado herramientas diferentes, como las entrevistas o el Cuestionario de la Escala de Actitudes hacia la AF (APAS).

Variables

En cuanto a las variables, del total de los 19 artículos seleccionados, 7 tienen como variable la atención. Por otro lado, 7 artículos presentan el rendimiento académico como una de sus variables. Además, 5 artículos cuentan el nivel de AF como una de sus variables principales. En cuanto a las funciones cognitivas ejecutivas, encontramos 5 artículos. Finalmente, encontramos, entre otras variables, la actitud hacia la AF, memoria de trabajo e inhibición, el efecto de implementar los DA (Mazzoli et al., 2019) o los procesos de cambio y autoeficacia.

Resultados

Con respecto a los resultados, de los 19 estudios, 10 encontraron mejoras con respecto a la atención tras la implementación de los DA (Contreras-Jordán et al., 2020; Janssen et al., 2014; Suarez-Manzano et al., 2018; Mahar, 2011; Buchele-Harris et al., 2018; Masini et al., 2020; Morris et al., 2019; Rizal et al., 2019; Schmidt et al., 2016; Egger et al., 2019). Sin embargo, Schmidt et al. (2019) no encontraron efectos sobre la atención en su estudio. Por otro lado, otros 5 estudios encontraron mejoras en el rendimiento académico (Paschen et al., 2019; Mavilidi et al., 2020; Mavilidi et al., 2019; Mahar, 2011; Schmidt et al., 2019). Al contrario, 3 estudios no encontraron beneficios en el rendimiento académico tras la implementación de DA (Masini et al., 2020; Watson et al., 2019; Ruiz-Hermosa et al., 2019). Finalmente, se encontraron mejoras en 4 estudios en cuanto al nivel de AF de los alumnos (Mavilidi et al., 2019; Masini et al., 2020; Mazzoli et al., 2019; Mok et al., 2020).

Discusión

El presente estudio tenía como objetivo realizar una revisión sistemática sobre el uso de los DA en la etapa de primaria como estrategia para mejorar el rendimiento cognitivo de los alumnos. Para ello, se utilizaron Web of Science, Scopus y PubMed como bases de datos principales para la búsqueda de artículos publicados en los últimos 10 años y relacionados con esta temática. En consecuencia, un total de 19 artículos fueron incluidos.

En este sentido, gran parte de los artículos publicados han encontrado evidencias de que un DA ayuda a mejorar la atención de los alumnos en el aula, tal y como demostraron otros estudios que se centraron en mejorar dicha variable a través de este tipo de descansos (Donnelly y Lambourne, 2011; Wilson et al., 2016). Además, estas pausas de AF también consiguieron generar efectos positivos en el rendimiento académico (Paschen et al., 2019; Mavilidi et al., 2020; Mavilidi et al., 2019; Mahar, 2011; Schmidt et al., 2019).

El efecto que un DA tiene sobre la atención se encuentra en su punto más efectivo justo después de un descanso de AF moderada. Este efecto está relacionado con la hipótesis de la U invertida, que establece que el rendimiento cognitivo se mejora de manera significativa a un nivel moderado de excitación (Mcmorris y Graydon, 2000). El nivel óptimo de excitación para la atención de los adultos se alcanza después de un episodio de AF moderada (Brisswalter et al., 2002). Podría decirse que este nivel óptimo es el mismo en niños porque el control atencional se desarrolla totalmente a partir de los 7 años (Rueda et al., 2005). Por lo tanto, se podría deducir que la atención y la AF están totalmente relacionadas para poder generar un efecto positivo.

Como ya se mencionó anteriormente, hay varios aspectos que influyen directamente en las variables a estudiar sobre un DA, como son la duración, el tipo (cognitivo o mecánico) y la intensidad de este.

En cuanto a la duración de estos descansos, autores como Kubesch et al. (2009) comprobaron qué cambios se podrían producir en aspectos cognitivos tras realizar descansos de 5 y 30 minutos, demostrando que se producían mejoras tras 5 minutos a una intensidad vigorosa con respecto a 30 minutos a una intensidad moderada. Además, al estudiar el efecto de incluir la AF en los descansos durante al menos 4 minutos, se encontraron mejoras a corto plazo en cuanto a la atención (Ma et al., 2014). Por esta razón, se puede interpretar que se obtienen mayores beneficios a través de un descanso corto (5-10 minutos) con alta intensidad que a través de un DA moderado de 30 minutos.

Con respecto a la intensidad del descanso, Coe et al. (2006) midieron en 214 niños de entre 10 y 11 años el efecto de esta a través de intervenciones de AFMV en los DA, observando que el grupo de intensidad moderada no tuvo cambios, mientras que en el grupo de intensidad vigorosa se encontraron mejoras significativas en comparación al grupo control. Se podría interpretar que un episodio de AF a intensidad vigorosa presenta mayores mejoras en los alumnos con respecto a una intensidad moderada.

Otro factor importante puede estar relacionado con el tipo de actividad llevada a cabo, es decir, si presenta mayor carga cognitiva o presenta un carácter más mecánico. En un estudio aquí incluido, Watson et al. (2019), se utilizaron actividades mayoritariamente con carga cognitiva, encontrando mejoras significativas, pero no pudo llegar a ser concluyente puesto que no se compararon con aquellas otras que presentan un carácter más centrado en la AF. Por otra parte, Schmidt et al. (2016) a través de la comparación de grupos con DA, otro con DA con carga cognitiva y otro grupo con ejercicios cognitivos únicamente, concluyó que fue el compromiso cognitivo el elemento clave para una mayor atención y una mejora en la velocidad de procesamiento, en lugar de la carga de AF. Además, Buchele-Harris et al. (2018) encontraron en su estudio mejoras en la velocidad de procesamiento, en la atención y en la concentración a través de DA basados en movimientos de coordinación bilaterales. En este estudio, también se encontró que los alumnos que participaban en actividades con carga física, sin carácter cognitivo, no diferían del grupo control. Por estas razones, se puede deducir que la carga cognitiva es un factor crucial para mejorar notablemente en nuestros alumnos aquellos aspectos relacionados con la atención o la concentración.

De tal manera, lo anteriormente descrito tiene sentido en la medida en que, según el trabajo desarrollado por Ruiz-Hermosa et al. (2009), la AFMV influye directamente en la función cerebral. Así, la mejora de la capacidad cardiorrespiratoria activa la angiogénesis, es decir, el proceso físico que forma nuevos vasos sanguíneos a partir de los existentes, aumentando el flujo sanguíneo y mejorando la vascularización cerebral (Hillman et al., 2008). Además, la práctica de AF también favorece el incremento del llamado factor neurotrófico del cerebro, es decir, aquel que regula la supervivencia de las células y la plasticidad cerebral (Huang et al., 2014), lo que lleva a la mejora de los elementos cognitivos (Leckie et al., 2014). Por lo tanto, parece ser que la práctica de AF contribuye al aumento de los niveles de atención y concentración, justificando en este sentido la necesidad de incorporar los DA dentro del período lectivo escolar.

Conclusión

Los resultados de esta revisión sistemática sugieren que los DA son una buena estrategia para obtener un mayor rendimiento cognitivo. Además, cabe destacar que se han encontrado diferencias atendiendo a la duración, tipo e intensidad, siendo más adecuado un DA de 5-10 minutos frente a otro de 20 minutos, a una intensidad vigorosa frente a moderada y que el tipo de actividad tenga más carga cognitiva que mecánica. Por lo tanto, podemos deducir que, gracias a las mejoras que los DA parecen tener sobre el rendimiento cognitivo, los alumnos podrían tener una mejora en cuanto a la atención y la concentración en el aula, mayor rendimiento académico e incluso una mayor motivación. Asimismo, en ámbitos específicos como el deportivo, dichas mejoras cognitivas están implicadas en el éxito de numerosas tareas que hay que resolver durante la práctica física.

Por último, debemos destacar la existencia de una pequeña limitación, a la vez que de una potencialidad. Y es que se ha observado una escasez de artículos centrados en la puesta en práctica de programas de DA en los últimos 10 años, es decir, la mayoría de los trabajos, o gran parte de ellos, los podemos encontrar a partir de 2017, como se ha podido ver en esta revisión bibliográfica. También, la potencialidad y necesidad de seguir trabajando sobre esta línea, ya que la inclusión de los DA en el aula está relacionada con las nuevas metodologías que están surgiendo y con el auge de las nuevas tecnologías. Además, hay que tener en cuenta que a pesar de que el currículum de educación física está bien establecido, trabajar en este campo no es sencillo, debido a la cantidad de variables que deben ser tenidas en cuenta y que, en ocasiones, pueden ser difíciles de ser controladas por el docente, además de la necesidad de existir una predisposición clara por parte de todos los agentes implicados para poder llevar a cabo este tipo de programas de intervención (Romero-Cerezo, 2007).

Aplicaciones prácticas

Los resultados hallados han pretendido continuar esta línea de investigación relacionada con la AF y el rendimiento cognitivo. Dicha AF ha sido concretada a través de los DA. Así, la primera aplicación práctica que este trabajo presenta es servir de base para otros investigadores centrados en esta línea de investigación, con el propósito de poder replicar los resultados aquí hallados y añadir así mayor conocimiento en este campo. En segundo lugar, los resultados hallados deben ser tenidos en cuenta por los maestros de educación primaria, con el propósito de seguir las indicaciones señaladas referidas a la adecuada realización de un DA para que sea efectivo. Aspectos como la intensidad, duración o frecuencia deben ser controlados a la hora de realizar un programa de DA. Finalmente, en tercer lugar, aquellos agentes responsables de las leyes educativas deben ser conscientes de los beneficios que presentan los DA para el rendimiento cognitivo del alumnado, a fin de ofrecer cursos de formación sobre programas de DA a los centros educativos.