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Cómo el levantamiento de pesas puede poner en forma al cerebro

Artículo original: How Weightlifting Gets the Brain in ShapeCarolyn Amir

Traducido por Aurora Nieves

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Los entrenadores de pesas tradicionalmente promueven la conexión entre el cerebro y los músculos. Pero, ¿qué pasa realmente en el cerebro durante el entrenamiento con pesas? Sorpresivamente, solo unas pocas semanas de entrenamiento con pesas puede modificar el sistema nervioso, y el entrenamiento a largo plazo puede resultar en mejoras cognitivas y neurológicas.

Un estudio reciente de primates en The Journal of Neuroscience demostró que los cambios neuronales producidos por el entrenamiento de fuerza ocurren junto con los cambios musculares (Glover & Baker, 2020). A medida que los músculos incrementan su fuerza, así también se fortalecen las conexiones entre las neuronas en las partes del sistema motor del cerebro.

Algunos efectos medibles del comportamiento pueden acompañar estos cambios invisibles: el entrenamiento de resistencia puede tener repercusiones substanciales en la cognición, con cambios neurales que mejoran la disfunción cognitiva e inclusive el deterioro cognitivo. Un estudio del 2016 de Marvros et al., señaló que incluso un programa de entrenamiento de resistencia de seis meses condujo a mejoras significativas en el rendimiento cognitivo general en personas con leve deterioro cognitivo, mejorando su puntuación en una extensa prueba cognitiva de ejercicios de memoria y comprensión verbal. Según los autores, el entrenamiento de fuerza desempeño un papel significativo en este efecto. Se han demostrado mejoras cognitivas similares en adultos jóvenes con deterioro cognitivo, lo cual sugiere que el entrenamiento de fuerza tiene beneficios únicos en comparación con otras formas de ejercicio (Tsai et al., 2014). También se han observado respuestas más rápidas y una mayor respuesta cerebral a ejercicios cognitivos en adultos jóvenes sanos, después del entrenamiento de resistencia, similar a las mejoras provocadas por el movimiento sin pesas (Vonk et al, 2019).

“El entrenamiento de resistencia puede tener repercusiones substanciales en la cognición, con cambios neurales que mejoran la disfunción cognitiva e inclusive el deterioro cognitivo.”

Sorprendentemente se ha demostrado que el entrenamiento con pesas protege subregiones del hipocampo, una región del cerebro involucrada en la cognición y en la memoria a largo plazo, contra la degeneración en poblaciones en riesgo de padecer la enfermedad de Alzheimer (e.g., Broadhouse et al, 2020). Este efecto neuroprotector ayuda a explicar los beneficios cognitivos y de la memoria que resultan del ejercicio de resistencia. La degeneración en el hipocampo relacionada con el envejecimiento es común en poblaciones de edad avanzada (Leal y Yassa 2015). De acuerdo a investigaciones recientes, el entrenamiento con pesas puede ofrecer una manera para ayudar a combatir este deterioro. Mientras algunos estudios sugieren que el entrenamiento de resistencia puede ser neuroprotector, aun no se sabe cuánto pueden durar estos cambios cognitivos, o si el entrenamiento de resistencia puede retrasar o incluso detener de manera contundente el deterioro cognitivo relacionado con el envejecimiento.

En 2019 un estudio de Kelty et al. demostró que el entrenamiento de pesas no solo puede reducir el deterioro cognitivo leve en ratones, sino que incluso podía revertir la pérdida de memoria de los mismos. Tras inducir déficits cognitivos experimentalmente, tan solo tres entrenamientos de ejercicios de resistencia en el trascurso de una semana activaron una cascada de cambios neurales que acompañaron un incremento en el rendimiento de la memoria. Después del entrenamiento con pesas, se detectaron altas concentraciones de proteínas involucradas en la replicación del ADN y de la plasticidad sináptica en regiones del cerebro asociados con la memoria. Los autores aseguran que estos cambios son parte de un mecanismo que contribuye a mejorar la cognición por medio del entrenamiento de resistencia.

Más allá de estos cambios moleculares, ¿puede el levantamiento de pesas modificar la función cerebral? El entrenamiento de resistencia conduce a cambios substanciales en la función cerebral, particularmente en las regiones frontales, y a una mejora del rendimiento cognitivo (Herold et al., 2019). Esto incluye una mayor activación de las áreas prefrontales durante las pruebas cognitivas. El entrenamiento de resistencia se ha asociado con una menor formación de anomalías cerebrales estructurales previamente vinculadas con la demencia. Es probable que los cambios en la activación cerebral en respuesta al entrenamiento de resistencia estén relacionados con mecanismos neurobiológicos distintos a los inducidos por los ejercicios aeróbicos.

“Es probable que los cambios en la activación cerebral en respuesta al entrenamiento de resistencia estén relacionados con mecanismos neurobiológicos distintos a los inducidos por los ejercicios aeróbicos.”

¿Qué más se sabe hasta ahora acerca de los cambios neurales que acompañan al aumento de la fuerza muscular? Las adaptaciones neurales que se derivan del entrenamiento de pesas están respaldadas por evidencia de adaptaciones en las unidades motoras. Las unidades motoras –las neuronas motoras y sus fibras musculares acompañantes– reciben instrucciones del cerebro de cómo moverse, y las convierten en movimientos musculares (Heckman y Enoka, 2012). Las adaptaciones ocurren dentro de las unidades motoras, incluso en las primeras semanas de entrenamiento. En las primeras etapas del aumento de fuerza, una mayor fuerza de las señales eléctricas internas se ha relacionado con el aumento en la capacidad de las unidades motoras en generar fuerza muscular (Häkkinen, Kallinen, & Izquierdo 1998; Moritani & DeVries, 1979).

Estos descubrimientos, sin embargo, deben interpretarse con precaución. Los investigadores todavía están investigando el efecto dosis-respuesta del entrenamiento de fuerza, y dada la escasez de investigaciones sobre los efectos neurales del entrenamiento con pesas, no está claro exactamente si es necesario el entrenamiento de fuerza, y si lo es, cuánto entrenamiento es necesario para inducir cambios neurológicos significativos y duraderos. Se debe pensar en cómo medir experimentalmente el entrenamiento de fuerza, teniendo en cuenta el volumen de peso y los marcadores biológicos específicos de cada individuo, como el estrés metabólico y el daño tisular (Schoenfeld et al. 2014; 2017).

El entrenamiento de resistencia puede ser complementario o alternativo a otras formas de ejercicio con distintos mecanismos neurales y fisiológicos. Si bien se necesitan más investigaciones para determinar el alcance y la duración de los efectos, así como los mecanismos neurales a gran escala, los recientes descubrimientos demuestran que el entrenamiento de fuerza puede ser una práctica útil para lograr ganancias cognitivas o evitar el deterioro cognitivo. Como autor principal del estudio de entrenamiento de fuerza en ratones del 2019, Taylor Kelty comentó en el New York Times, «Yo creo que se puede decir con certeza que las personas deberían hacer algo de entrenamiento de resistencia. Es bueno para las personas por todo tipo de razones, y parece que es neuroprotector. Y ¿a quién no le gustaría tener una mente sana?

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Escrito e ilustrado por Carolyn Amir
Editado por Lauren Wagner and Chris Gabriel
Traducido por Aurora Nieves

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Referencias

Broadhouse, K.M., Singh, M.F., Suo, C., Gates, N., Wen, W. Brodaty, H., Jain, N., Wilson, G.C., Meiklejohn, J., Singh, N., Baune, B.T., Baker, M., Foroughi, N., Wang, Y.N., et al. (2020). Hippocampal plasticity underpins long-term cognitive gains from resistance exercise in MCI. Neuroimage Clin., 25:102182, https://doi.org/10.1016/j.nicl.2020.102182

Evangelista, A.L., Braz, T.V., Rica, R.L., Barbosa, W.A., Alonso, A.C., Azevedo, J.B., Barros, B.M., Paunksnis, M.R.R., Baker, J.S., Bocalini, S.D., Greve, J.M.D (2021). The dose-response phenomenon associated with strength training is independent of the volume of sets and repetitions per session. Rev. Bra. Med. Sport, 27(1):108-112. https://doi.org/10.1590/1517-8692202127012020_0058

Glover, I.S., Baker, S.N. (2020). Cortical, corticospinal and reticulospinal contributions to strength training. J. Neurosci., 40:5820-5832. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1923-19.2020

Häkkinen, K., Kallinen, M., Izquierdo, M. et al. (1998). Changes in agonistantagonist EMG, muscle CSA, and force during strength training in middle-aged and older people. J. Appl. Physiol., 84:1341–1349. https://doi.org/10.1152/jappl.1998.84.4.1341

Heckman, C.J., Enoka, R.M. (2012). Motor unit. Compr. Physiol., 2:2629–2682. https://doi.org/10.1002/cphy.c100087

Herold, F., Törpel, A., Schega, L., Müller, N.G. (2019). Functional and/or structural brain changes in response to resistance exercises and resistance training lead to cognitive improvements – a systematic review. Eur. Rev. Aging Phys. Act., 16 (10). https://doi.org/10.1186/s11556-019-0217-2

Kelty, T.J. , Schachtman, T.R. , Mao, X., Grigsby, K.B., Childs, T.E., Olver, T.D., Michener, P.N., Richardson, R.A., et al. (2019). Resistance-exercise training ameliorates LPS-induced cognitive impairment concurrent with molecular signaling changes in the rat dentate gyrus. J. Appl. Physiol., 127(1), pp. 254-263. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00249.2019

Leal, S.L., & Yassa, M.A. (2015). Neurocognitive Aging and the Hippocampus across Species. Trends in Neuro., 38(12), 800–812. https://doi.org/10.1016/j.tins.2015.10.003

Mavros, Y., Gates, N., Wilson, G.C., Jain, N., Meiklejohn, J., Brodaty, H., et al. (2017). Mediation of Cognitive Function Improvements by Strength Gains After Resistance Training in Older Adults with Mild Cognitive Impairment: Outcomes of the Study of Mental and Resistance Training. J. Am. Geriatr. Soc., 65(3):550-559. https://doi.org/10.1111/jgs.14542

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Schoenfeld, B.J., Ogborn, D., Krieger, J.W. (2017). Dose-response relationship between weekly resistance training volume and increases in muscle mass: A systematic review and meta-analysis. J. Sports Sci., 35(11):1073-82. https://doi.org/10.1080/02640414.2016.1210197

Schoenfeld, B.J., Ratamess, N.A., Peterson, M.D., Contreras, B., Sonmez, G.T., Alvar, B.A. (2014). Effects of different volume-equated resistance training loading strategies on muscular adaptations in well-trained men. J. Strength Cond. Res., 28(10):2909-18. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000000480

Tsai, C.L., Wang, C.H., Pan, C.Y., Chen, F.C., Huang, T.H., Chou, F.Y. (2014). Executive function and endocrinological responses to acute resistance exercise. Front. Behav. Neurosci., 8:262. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2014.00262.

Vonk, M., Wikkerink, S., Regan, K., Middleton, L.E. (2019). Similar changes in executive function after moderate resistance training and loadless movement. PLoS One, 14:e0212122. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212122.

Author

  • Carolyn Amir

    Carolyn Amir es una estudiante doctoral en UCLA en el laboratorio de Carrie Bearden. Su investigación actual se central en el uso de métodos genéticos y de neuroimagen para estudiar el cerebro humano y el comportamiento en trastornos psiquiátricos y del desarrollo. Antes de llegar a UCLA, Carolyn trabajó en el Instituto Nacional de Salud Estadounidense (NIH, por sus siglas en inglés), donde estudió el dolor en humanos, la medicación y la expectativa. Tiene una licenciatura en ciencias psicológicas y del cerebro de la Universidad de Boston, lugar donde usó la electroencefalografía y la estimulación cerebral para examinar los efectos de la neuromodulación en tanto pacientes como en personas sanas. Cuando no está en el laboratorio, Carolyn disfruta el camping, el senderismo, y descansar en la playa.

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Carolyn Amir

Carolyn Amir es una estudiante doctoral en UCLA en el laboratorio de Carrie Bearden. Su investigación actual se central en el uso de métodos genéticos y de neuroimagen para estudiar el cerebro humano y el comportamiento en trastornos psiquiátricos y del desarrollo. Antes de llegar a UCLA, Carolyn trabajó en el Instituto Nacional de Salud Estadounidense (NIH, por sus siglas en inglés), donde estudió el dolor en humanos, la medicación y la expectativa. Tiene una licenciatura en ciencias psicológicas y del cerebro de la Universidad de Boston, lugar donde usó la electroencefalografía y la estimulación cerebral para examinar los efectos de la neuromodulación en tanto pacientes como en personas sanas. Cuando no está en el laboratorio, Carolyn disfruta el camping, el senderismo, y descansar en la playa.