کاترینا استامولیس، پژوهشگر اصلی مطالعه و مدیر آزمایشگاه علوم عصبی محاسباتی در بیمارستان کودکان بوستون، می‌گوید: مهم نبود که کودکان در چه نوع فعالیت‌های بدنی شرکت می‌کنند، مهم این بود که آن‌ها فعال باشند. فعالیت چندین بار در هفته و به مدت حداقل ۶۰ دقیقه تاثیر مثبت گسترده‌ای بر مدار مغز داشت.
به طور خاص، استامولیس و کارآموزانش، اثرات مثبتی را بر روی مدار‌های مختلف در مناطق مغزی یافتند. این مدار‌ها نقش اساسی در عملکرد شناختی دارند و از توجه، پردازش حسی، عملکرد حرکتی، حافظه، تصمیم گیری و کنترل اجرایی پشتیبانی می‌کنند. فعالیت بدنی منظم همچنین تا حدی اثرات شاخص توده بدن ناسالم (BMI) را که با اثرات مخربی بر روی مدار‌های مغزی مشابه همراه بود، جبران می‌کند.
محققان از داده‌های مطالعه طولانی مدت مورد حمایت NIH در مورد رشد شناختی مغز نوجوانان (ABCD) بهره گرفتند. آن‌ها داده‌های تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) را از ۵۹۵۵ کودک ۹ و ۱۰ ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و این داده‌ها را با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته محاسباتی که با همکاری خوشه محاسبات با عملکرد عالی دانشکده پزشکی هاروارد تهیه شده است، در برابر داده‌های مربوط به فعالیت بدنی و BMI مورد استفاده قرار دادند.
استامولیس تاکید کرد: بلوغ زودرس زمان بسیار مهمی در رشد مغز است. این با تغییرات زیادی در مدار‌های عملکردی مغز به ویژه در مواردی که از فرآیند‌های سطح بالاتر مانند تصمیم گیری و کنترل اجرایی پشتیبانی می‌کنند، همراه است. تغییرات غیرعادی در این مناطق می‌تواند منجر به رفتار‌های خطرناک و نقص در عملکرد شناختی شود که می‌تواند در طول عمر همراه افراد باشد.
هنگامی که کودکان هیچ وظیفه شناختی آشکاری انجام نمی‌دادند، اطلاعات MRI عملکردی در حالت استراحت از آن‌ها گرفته شد. این امکان تجزیه و تحلیل اتصال، معماری اتصالات مغزی را تعیین می‌کند که بر اساس آن چگونگی عملکرد مغز به طور کارآمد بررسی می‌شود و اینکه چگونه می‌تواند به راحتی و بدون توجه به وظایف خاص، با تغییرات محیط سازگار شود.
این تیم داده‌ها را در زمینه‌های مهمی مانند سن حاملگی هنگام تولد، وضعیت بلوغ، جنس، نژاد و درآمد خانواده مورد بررسی قرار داد. فعالیت‌های بدنی و اقدامات مربوط به ورزش بر اساس نظرسنجی جمع آوری شده از جوانان و والدین توسط مطالعه ABCD بود.
تجزیه و تحلیل نشان داد که فعالیت بدنی با خواص مثبت شبکه در سراسر مغز منعکس کننده کارآیی، استحکام و خوشه بندی اتصال در جوامع مناطق مغزی است. همین خصوصیات به طور مخربی تحت تاثیر BMI زیاد قرار گرفتند. فعالیت بدنی نیز تاثیر مثبتی بر سازمان محلی مغز داشت. BMI ناسالم در برخی از مناطق مشابه اثرات نامطلوبی داشت.
استامولیس می‌گوید: بر اساس نتایج، ما فکر می‌کنیم فعالیت بدنی به طور مستقیم و حتی به طور غیر مستقیم با کاهش BMI بر سازمان تاثیر می‌گذارد، بنابراین اثرات منفی آن را کاهش می‌دهد.
استامولیس توضیح می‌دهد که ساختار مطلوب عملکردی مغز شامل مناطق کوچک یا گره‌هایی است که به خوبی در داخل متصل شده‌اند و از طریق اتصالات قوی، اما نسبتا کم، اطلاعات را به سایر قسمت‌های مغز ارسال می‌کنند.
او می‌گوید: این سازمان بهره وری پردازش و انتقال اطلاعات را بهینه می‌کند که هنوز در دوره نوجوانی در حال پیشرفت است و می‌تواند توسط تعدادی از عوامل خطر تغییر یابد. نتایج ما نشان می‌دهد فعالیت بدنی تاثیر محافظتی در این روند بهینه سازی، در مناطق مغزی دارد.