Cómo trabajan las neuronas motoras
La actividad del cerebro está vinculada a los movimientos de las fibras musculares durante el entrenamiento
En 1965, El profesor de fisiología de Harvard, el Dr. Elwood Henneman dio a conocer un estudio sin precedentes sobre la función de las neuronas motoras; su equipo descubrió que las neuronas motoras con diámetro más pequeño requieren menos entrada eléctrica para encenderse a diferencia de otra más grande. Las neuronas motoras, y prácticamente todos los otros nervios del cuerpo, están constantemente recibiendo información de otros nervios, como el descendente tracto neuronal del cerebro.
Nos debemos imaginar a este nervio constantemente «hablar» como un ruido de fondo; una vez que hablan llegan a cierto voltaje, en donde la neurona motora se dispara. Usando el nervio ciático, que es el nervio más grande del cuerpo, para explicar por qué la ciencia es importante para lograr sus objetivos en el entrenamiento.
- Suponiendo que se toma un puñado de paja. Ese «paquete» es el nervio ciático, mientras que la paja son las neuronas motoras; sin embargo, a diferencia de la paja, las neuronas motoras tienen un diámetro diferente y este diámetro determina su orden de encendido.
- Por ejemplo, digamos que un médico atasca un estimulador electrónico en el nervio ciático; y digamos que la punta del estimulador está en la neurona motora más pequeña en el nervio ciático.
- Él sólo tiene que conectar el estimulador, a un bajo voltaje nada más para que las neuronas motoras alcancen el umbral y se enciendan; en ese momento una señal eléctrica viaja por la neurona motora para contratar las fibras musculares asociadas a ella.
Las cosas se ponen realmente interesantes
La diferencia entre las neuronas motoras pequeñas y grandes
- La neurona motora más pequeña del nervio ciático está conectada a las fibras musculares más pequeñas. Las neuronas motoras finas están conectadas a las fibras musculares delgadas.
- No sólo son las fibras musculares más pequeñas en diámetro, sino también el manojo. Así que esta neurona motora contra un pequeño manojo de digamos unas 50 fibras musculares producen muy poca fuerza. Un manojo de 50 fibras musculares, por cierto, es muy pequeño.
- Una neurona motora que inerva los músculos isquiotibiales puede contener miles de fibras musculares.
Luego, imaginarse que el médico inserta el estimulador electrónico en su neurona motora más grande; este nervio requiere mucho más voltaje para alcanzar el umbral, ya que es mucho más gruesa.
Como se trata de la neurona motora más grande, está conectada a las fibras de músculo más grande (en diámetro) y al mayor paquete muscular; las neuronas motoras gruesas se conectan a las fibras musculares gruesas.
Así que esta neurona motora podría contraer unas 1.000 fibras musculares gruesas, lo que resulta en un gran aumento de fuerza.
El siguiente texto, de Neurona a cerebro, resume este proceso declarando la siguiente:
«La contracción muscular se inicia con las pequeñas unidades motoras y proceden a las grandes luego (principio de reclutamiento de unidad motora) porque las neuronas motoras pequeñas son más fácilmente insitadas que las neuronas grandes por un igual aporte sinaptico.»
- En otras palabras, un bajo nivel de entrada del cerebro sólo contrata a las neuronas motoras más pequeñas que están conectadas a sus fibras musculares más pequeñas; para usar más fibras musculares y para la producción de fuerza máxima, se necesita una gran cantidad de impulsos neurales del cerebro.
- Un evento que amenaza la vida incrementando de sobremanera el descendente neural, puede hacer que se reclute tanta fibra muscular como sea posible y esto, a su vez, otorga una fuerza sobrehumana que puede llevar al punto de “destrozarse” por asi decirlo.
Bueno, vamos a recapitular.
- El principio del Dr. Henneman afirma que el tamaño de las neuronas motoras más finas requieren menor voltaje para alcanzar el umbral, mientras que las neuronas motoras más grandes requieren voltaje más alto para encenderse.
- Y en base a un trabajo previo de los Dres. Eccles y Sherrington, sabemos que las neuronas motoras mñas finas están conectadas a un pequeño manojo de fibras musculares delgadas (pequeña unidad motora) y las neuronas motoras más grandes están conectadas a un conjunto más grande de fibras musculares gruesas (unidad motora grande).
- Por lo tanto, la unidad motora más pequeña se enciende en primer lugar, seguido por las unidades motoras más grandes a medida que más se requiera mas fuerza. De hecho, en la biblia de los principios de la ciencia neuronal, se declara en grandes letras, en negrita lo siguiente: «Las unidades motoras se reclutan en un orden fijo.»
Pero lo que es importante es como el reclutamiento de unidades motoras está regulado en contracciones dinámicas de moderada a a fuerte en los músculos sanos. En otras palabras, ¿cómo son las unidades motoras reclutadas cuando se trabaja con un peso pesado muerto en cuatro repeticiones?
Nuestra posición, basada en la evidencia expuesta hasta el momento y nuestra falta de voluntad para argumentar en contra a décadas de investigación, es que el principio de tamaño sigue siendo la mejor explicación de cómo se produce más fuerza en los entrenamientos.
Sin embargo, en el 2006 una pieza interesante de la investigación del músculo humano fue puesto en Wakeling, et al. utilizando electromiografía de superficie (EMG), midió la actividad de tres músculos de la pantorrilla: sóleo, gastrocnemio lateral y gastrocnemio medio.
- Lo que se observó fue una sorpresa; los datos demostraron que el gemelo medio preferentemente reclutó las unidades motoras más grandes.
- Esta investigación fue sorprendente porque contradice la teoría de que las unidades motoras humanas siempre son reclutadas en un orden fijo con movimientos voluntarios.
- Si las unidades motoras más grandes se están disparando, todas las unidades motoras más pequeñas deberían precipitarse a trabajar en velocidad para ponerse al día tambien.
¿Cómo fue posible esta reclutacion preferencial de grandes y rápidas unidades motoras?
Antes de llegar a eso, es importante entender cómo las neuronas motoras se activan en primer lugar.
Obtener el “activar” o “desactivar”
Antes de que se comience el movimiento voluntario, un grupo de áreas del cerebro trabaja en conjunto y envian una señal por el tracto descendente a la médula espinal para que sea el origen de las neuronas motoras.
- Las neuronas motoras que inervan los músculos del brazo salen de la médula espinal superior a las neuronas motoras que inervan los músculos de la pierna.
- Las neuronas motoras que inervan los músculos bíceps braquiales salen de la médula espinal a la altura de la quinta vértebra cervical.
- Digamos que se tiene 100 neuronas motoras, de menor a mayor, que inervan todas las fibras musculares del bíceps braquial.
Si se levanta lentamente una pesa de 10 kg se puede activar, por ejemplo, las primeras 25 neuronas motoras que se conectan a 25 manojos diferentes de fibras musculares.
Sin embargo, con suficiente atención mental para acelerar tan rápido como sean posibles esos 10 kg de peso, se podría reclutar, unas 90 de las 100 neuronas motoras porque se ha mejorado enormemente el manejo neural descendente tratando de impresionar a esa sexy chica levantando las pesas a velocidad de la luz.
- Una forma sencilla de reclutar más neuronas motoras es enfocarse en aplicar una aceleración máxima para elevarlas antes de que comiencen.
- Este estimulo mental efectivamente aumenta el número de neuronas motoras listas para disparar produciendo más fuerza y más rápido.
- Pero hay otros nervios en la médula espinal (interneuronas) que reciben el aporte de y “hablan” a las neuronas motoras. Una interneurona, la célula de Renshaw, puede inhibir las neuronas motoras y evitar que se disparen.
La célula de Renshaw recibe una retroalimentación constante de las neuronas motoras activas; ella supervisa el nivel de actividad de dichas neuronas durante la recepción contínua de entradas desde el cerebro a través del tracto descendente neural.
A ver, pensamos en una célula de Renshaw como un general en el ejército.
- Esta interneurona se sienta en la médula espinal y recibe información constante de las neuronas motoras activas.
- Se puede dar más potencia de fuego a las áreas que más lo necesitan, o quitarlos de las áreas menos necesitadas.
- Por lo tanto, una hipótesis para explicar cómo la unidad motora principal de reclutamiento se interrumpe, gira en torno a las células de Renshaw.
- Cuando las neuronas motoras más grandes disparan, las células de Renshaw inhiben las neuronas motoras pequeñas que inervan las fibras musculares más pequeñas.
¿Por qué sucedió esto?
Nadie lo sabe, porque las unidades motoras pequeñas podrían haber disparado, pero no lo hicieron; por alguna razón, las células de Renshaw dijeron a las unidades motoras pequeñas que dejen de disparar, si la investigación lo sostiene.
