¿El cerebro limita la fuerza muscular en los humanos, pero no en otros simios?

La capacidad cerebral puede ser un factor limitante en la función muscular humana según un estudio 'La producción máxima de fuerza voluntaria en la punta de los dedos no está limitada por la velocidad de movimiento en tareas combinadas de movimiento y fuerza' de Valero-Cuevas et.al. que aparece el 8 de julio de 2009, Journal of Neuroscience.

"Valero-Cuevas y sus colaboradores, sus antiguos alumnos Kevin G. Keenan de la Universidad de Wisconsin/Milwaukee, Veronica J. Santos de la Universidad Estatal de Arizona y Madhusudhan Venkadesan de la Universidad de Harvard interpretan los resultados en el sentido de que el cerebro está suficientemente ocupado por la demandas físicas de combinar movimientos y fuerzas, por lo que las propiedades musculares no son los factores limitantes de cuánta fuerza pueden crear los dedos ".

Los resultados del estudio fueron,

Encontramos que la fuerza voluntaria máxima de la yema del dedo es insensible a la velocidad de movimiento del dedo. Esto desafía la hipótesis común de que las propiedades de fuerza-velocidad del músculo son un factor limitante principal de la producción de fuerza durante las tareas anisométricas. Por lo tanto, es necesario considerar otros factores limitantes, como la forma en que la estructura musculoesquelética de los dedos, las limitaciones de la tarea y la naturaleza del controlador neural conspiran para reducir la producción motora incluso para tareas de manipulación ordinarias que combinan movimiento y producción de fuerza. . Nuestra musculatura no es redundante en el contexto de tareas combinadas de movimiento y fuerza, y puede comenzar a explicar la vulnerabilidad de la función diestra al desarrollo, el envejecimiento e incluso patología neuromuscular leve.

El rendimiento muscular humano podría ser notablemente inferior al de los chimpancés y monos macacos según un estudio de la evolución del metaboloma realizado en tres regiones del cerebro y dos tejidos no neurales de humanos, chimpancés, monos macacos y ratones basado en más de 10 000 compuestos hidrofílicos por Katarzyna Bozek et al. en 2014 _ Los resultados sugieren que "si bien los humanos se caracterizan por una cognición superior, su rendimiento muscular podría ser notablemente inferior al de los chimpancés y los monos macacos".

Descubrimos que la evolución del metaboloma refleja en gran medida la divergencia genética entre especies y no se ve muy afectada por factores ambientales. En el linaje humano, sin embargo, observamos una aceleración excepcional de la evolución del metaboloma en la región cortical prefrontal del cerebro y en el músculo esquelético. Con base en pruebas de comportamiento adicionales, mostramos además que los cambios metabólicos en el músculo humano parecen ir acompañados de una reducción drástica de la fuerza muscular. Los rápidos cambios metabólicos observados en el cerebro y los músculos, junto con las habilidades cognitivas humanas únicas y el bajo rendimiento muscular, podrían reflejar mecanismos paralelos en la evolución humana.

Según Alan Walker en la edición de abril de 2009 de Current Anthropology, los humanos pueden carecer de la fuerza de los chimpancés porque el sistema nervioso humano ejerce más control sobre los músculos humanos. El control de la motricidad fina humana permite realizar tareas delicadas y exclusivamente humanas al tiempo que evita grandes proezas de fuerza en comparación con los chimpancés.

La hipótesis de Walker se deriva en parte de un hallazgo de la primatóloga Ann MacLarnon. MacLarnon demostró que, en relación con la masa corporal, los chimpancés tienen mucha menos materia gris en la médula espinal que los humanos. La materia gris espinal contiene una gran cantidad de neuronas motoras, células nerviosas que se conectan a las fibras musculares y regulan el movimiento muscular. Walker propone que más materia gris en humanos significa más neuronas motoras y tener más neuronas motoras significa más control muscular.

Según Walker, las neuronas motoras excedentes humanas permiten involucrar porciones más pequeñas de los músculos en un momento dado y el sistema motor afinado hace posible una amplia variedad de tareas humanas, como manipular objetos pequeños, fabricar herramientas complejas o lanzar con precisión. Debido a la conservación de la energía mediante el uso gradual de los músculos, los humanos parecen tener más resistencia física. "Los grandes simios, con su uso muscular de todo o nada, son velocistas, escaladores y luchadores explosivos, pero no tan buenos en tareas motoras complejas".