Σύμφωνα με τους ειδικούς του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, είναι δύσκολο να πει κανείς ποια γυμναστική και σε ποια «δόση» παρέχει τα μέγιστα οφέλη για τον εγκέφαλο. Ένας βασικός λόγος είναι ότι οι επιστήμονες δεν έχουν εντοπίσει ακόμη όλους τους μηχανισμούς μέσω των οποίων η γυμναστική επηρεάζει τις βιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο ανθρώπινο σώμα. Επίσης, η κάθε μορφή γυμναστικής έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά και επομένως διαφορετικές επιδράσεις στο σώμα, ενώ και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε ανθρώπου –από την ηλικία και το φύλο του μέχρι τη φυσική του κατάσταση και την κατάσταση της υγείας του– επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της γυμναστικής.
Παρόλα αυτά, αρκετές είναι οι επιστημονικές μελέτες που έχουν υποδείξει ότι οι βελτιώσεις που παρατηρούνται στη νοητική λειτουργία μετά τη γυμναστική –κυρίως την αεροβική, όπως το τρέξιμο και η ποδηλασία– συνδέονται άμεσα με τις βελτιώσεις στη λειτουργία της καρδιάς και των πνευμόνων, καθώς και με την καλύτερη κυκλοφορία του αίματος και τη βελτιωμένη οξυγόνωση. Αποτέλεσμα των διεργασιών αυτών είναι μεταξύ άλλων η ανάπτυξη νέων αγγείων και νευρώνων στον εγκέφαλο, η αύξηση του όγκου του εγκεφάλου και η μείωση του ρυθμού ηλικιακής εγκεφαλικής ατροφίας. Επίσης, η γυμναστική έχει φανεί ότι δρα και εξειδικευμένα, επιδρώντας στις περιοχές του εγκεφάλου που ελέγχουν τη σκέψη και την επίλυση προβλημάτων.
Τα τελευταία χρόνια βέβαια το ενδιαφέρον των επιστημόνων έχει στραφεί και σε άλλα είδη γυμναστικής, πέραν της αεροβικής, και μέσα από τις έρευνες προκύπτει ότι και αυτά έχουν οφέλη για τη γνωστική λειτουργία. Για παράδειγμα, ολιστικές μορφές σωματικής άσκησης όπως η γιόγκα και το τάι τσι ή μορφές γυμναστικής με στόχο τη μυϊκή ενδυνάμωση (ασκήσεις με βάρη) είναι επίσης δυνατό να βελτιώσουν την εγκεφαλική λειτουργία.