Per decenni, gli scienziati hanno saputo che sollevare pesi gradualmente ti rende fisicamente più forte. Ma secondo una nuova ricerca, l'allenamento inizialmente CAMBIA IL CERVELLO prima di cambiare i muscoli.

In un affascinante studio pubblicato lunedì sul Journal of Neuroscience, gli scienziati hanno interrotto questi adattamenti neuronali in modo non convenzionale: hanno insegnato alle scimmie come allenare la forza ed hanno esaminato come l'attività trasforma il cervello e il corpo.


L'esperimento ha rivelato che il sollevamento pesi rafforza il sistema nervoso attraverso un tratto motorio chiamato tratto reticolospinale, settimane prima dell'aggiunta di qualsiasi muscolo.

"La forza non è solo una questione di massa muscolare", afferma la co-autrice Isabel Glover, ricercatrice dell'Università di Newcastle. "Quando inizi a sollevare pesi, diventi più forte perché aumenta l'input neurale ai muscoli. Solo poche settimane dopo i muscoli stessi iniziano a ingrossarsi ".

Lo studio è stato condotto su scimmie macaco. I loro sistemi cerebrali, quando si tratta di movimento, sono simili alle persone. I risultati dovrebbero essere "molto strettamente traducibili" per gli esseri umani, ha detto Inverse al coautore Stuart Baker, anch'egli ricercatore dell'Università di Newcastle.

"Le persone vedono i benefici molto presto in termini di rafforzamento - perché i cambiamenti del sistema nervoso significano che possono attivare i loro muscoli esistenti in modo più efficiente", afferma Baker. "Ma non vedono cambiamenti nella massa muscolare. Ciò richiede più tempo e sembra venire dopo i cambiamenti nel cervello e nel midollo spinale."

Se le persone non notano immediatamente gli arti più forti dopo aver iniziato a sollevare pesi, dovrebbero rendersi conto che sta succedendo qualcos'altro: potenti cambiamenti neurali nel cervello che possono portare a guadagni fisiologici a lungo termine.

Questi risultati non sono rilevanti solo per i bodybuilder che spingono per un nuovo meglio personale, afferma Glover.

"Se comprendiamo i meccanismi neurali della forza, allora possiamo iniziare a pensare a come aiutare le persone che soffrono di una perdita di forza, come seguire un ictus."

I RICERCATORI hanno addestrato DUE SCIMMIE MACAQUE FEMMINILI per tirare una maniglia ponderata con un braccio, premiando gli animali con il cibo. Nel corso di tre mesi, i ricercatori hanno aumentato la resistenza di una maniglia ponderata settimana dopo settimana. Le scimmie hanno completato le sessioni quotidiane di allenamento della forza, tra cui 50 tiri ponderati (muovendo la maniglia di almeno quattro centimetri).

La formazione è stata "abbastanza difficile", afferma Baker. "Abbiamo iniziato insegnando alle scimmie solo a tirare la leva senza pesi. Quindi abbiamo lentamente aumentato i pesi, convincendoli continuamente a provare il livello successivo."


"A volte è stata una sfida mantenerli motivati", aggiunge Glover. "Pensa a quante persone hanno lasciato la palestra. Ma dopo pochi mesi hanno raggiunto il loro obiettivo di 50 ripetizioni a 6,5 ​​chilogrammi."

Queste scimmie pesavano solo da 6 a 6,5 ​​chilogrammi (14,3 libbre), quindi è paragonabile a un essere umano che fa 50 pull-up con un braccio solo - una dimostrazione impressionante di forza, aggiunge Glover.


Ogni giorno, il team ha anche stimolato la corteccia motoria delle scimmie e due tratti motori: il tratto corticospinale (CST) e il tratto reticolospinale (RST). Hanno quindi misurato l'attività elettrica risultante nei muscoli del braccio.

La via principale, la CST, trasporta le informazioni relative al movimento dal cervelletto al midollo spinale. Questo aiuta gli animali e gli umani a muovere gli arti e il tronco come camminare o raggiungere. Nel frattempo, il vecchio percorso evolutivo, RST, che è considerato meno dominante, influenza la postura e il tono muscolare.

Durante tutto il regime di allenamento, il team ha riscontrato aumenti significativi della forza del vecchio percorso evolutivo (RST) e nessun cambiamento nel percorso principale (CST).

"Pertanto, sebbene il percorso principale sia tipicamente associato ai nostri movimenti più sofisticati o complessi, il vecchio percorso evolutivo sembra essere la forza trainante della forza", afferma Glover.

Dopo tre mesi di allenamento per la forza, la stimolazione dell'RST ha suscitato una maggiore risposta nel lato del midollo spinale collegato al braccio allenato. Complessivamente, i risultati dell'RST sono diventati più potenti durante l'allenamento con i pesi.

UN COLLEGAMENTO ESSENZIALE TRA CERVELLO E CORPO - Baker spiega che, mentre è noto che le persone nuove al sollevamento pesi inizialmente diventano più forti a causa delle crescenti connessioni nel sistema nervoso - non facendo crescere i muscoli più grandi - perché ciò non è chiaro.

Questo studio mostra che il percorso RST può essere responsabile.

"I risultati mostrano che l'allenamento della forza in primo luogo aumenta la forza delle connessioni dal tratto reticolospinale al midollo spinale, consentendo ai muscoli di essere attivati ​​più fortemente", afferma Baker. "Questo accade all'inizio - solo più tardi i muscoli diventano più grandi, il che aggiunge ancora di più alla massima forza."

Questo percorso indiretto è anche coinvolto nel recupero dell'ictus. Ciò implica che "migliorare la funzione di una mano resa debole da un ictus potrebbe utilizzare gli stessi meccanismi dell'allenamento della forza in un giovane culturista in buona salute", spiega Baker.

"È interessante notare che un giovane culturista in buona salute che sta lavorando sta facendo sì che gli stessi cambiamenti nel loro sistema nervoso diventino più forti di quelli che si verificano in un sopravvissuto all'ictus che sta recuperando l'uso dell'arto", continua. "Potrebbe essere che l'allenamento di resistenza [sollevamento pesi] fornisce un percorso abbastanza diretto per stimolare questi cambiamenti nel tratto reticolospinale".

In tal caso, questi risultati suggeriscono che il sollevamento pesi potrebbe essere un approccio utile quando si aiutano i pazienti con ictus con recupero, spiega Baker.

Lo studio, il primo a studiare la risposta RST all'allenamento della forza nei primati non umani, richiede maggiore attenzione su RST e il suo legame con la forza. Comprendere i complessi fattori che portano qualcuno a diventare forte potrebbe informare in futuro nuove tecniche di esercizio e nuovi trattamenti per il danno neurologico.

Riassunto: a seguito di un programma di allenamento di resistenza, ci sono contributi neurali e muscolari all'aumento della forza. Qui, abbiamo misurato i cambiamenti in importanti percorsi motori centrali durante l'allenamento della forza in due scimmie macaco femmina. Gli animali venivano addestrati a tirare una maniglia con un braccio; è possibile aggiungere pesi per aumentare il carico. Ogni giorno, i potenziali evocati motori nei muscoli degli arti superiori sono stati misurati per la prima volta dopo la stimolazione della corteccia motoria primaria (M1), del tratto corticospinale (CST) e del tratto reticolospinale (RST). Le scimmie hanno quindi completato 50 prove con pesi progressivamente aumentati nell'arco di 8-9 settimane (peso finale ~ 6 kg, vicino al peso corporeo dell'animale). Le risposte muscolari alla stimolazione M1 e RST sono aumentate durante l'allenamento della forza; non ci sono stati aumenti nelle risposte CST. I cambiamenti persistevano durante un periodo di washout di due settimane senza pesi. Dopo altri tre mesi di allenamento per la forza, un esperimento in anestesia ha mappato le potenziali risposte alla stimolazione CST e RST nell'allargamento cervicale del midollo spinale. Abbiamo distinto la prima scarica assonale e successivamente i potenziali del campo sinaptico spinale, e abbiamo usato la pendenza della relazione tra questi a diverse intensità di stimolo come misura del guadagno input-output spinale. Il guadagno della colonna vertebrale è stato aumentato sulla parte allenata rispetto al lato non allenato del midollo all'interno della zona intermedia e dei nuclei motori per la stimolazione RST, ma non CST. Concludiamo che gli adattamenti neurali all'allenamento della forza comportano adattamenti nel RST, così come i circuiti intracorticali all'interno di M1. Al contrario, sembra esserci un piccolo contributo da parte del CST.