Begrenzt das Gehirn die Muskelkraft beim Menschen, aber nicht bei anderen Menschenaffen?

Laut einer Studie „Maximal Voluntary Fingertip Force Production Is Not Limited by Movement Speed ​​in Combined Motion and Force Tasks“ von Valero-Cuevas et.al. das am 8. Juli 2009 im Journal of Neuroscience erscheint.

„Valero-Cuevas und seine Mitarbeiter, seine ehemaligen Studenten Kevin G. Keenan von der University of Wisconsin/Milwaukee, Veronica J. Santos von der Arizona State University und Madhusudhan Venkadesan von der Harvard University interpretieren die Ergebnisse dahingehend, dass das Gehirn ausreichend mit dem beschäftigt ist körperliche Anforderungen an die Kombination von Bewegungen und Kräften, sodass die Muskeleigenschaften nicht die begrenzenden Faktoren dafür sind, wie viel Kraft die Finger erzeugen können .

Die Ergebnisse der Studie waren,

Wir finden, dass die maximale freiwillige Fingerspitzenkraft unempfindlich gegenüber der Fingerbewegungsgeschwindigkeit ist. Dies stellt die allgemeine Hypothese in Frage, dass die Kraft-Geschwindigkeits-Eigenschaften des Muskels ein primärer limitierender Faktor der Kraftabgabe bei anisometrischen Aufgaben sind. Daher müssen andere einschränkende Faktoren berücksichtigt werden, z. B. wie die Muskel-Skelett-Struktur der Finger, die Einschränkungen der Aufgabe und die Natur des neuronalen Controllers dazu beitragen, die motorische Leistung selbst bei gewöhnlichen Manipulationsaufgaben zu reduzieren, die Bewegung und Krafterzeugung kombinieren . Unsere Muskulatur ist im Zusammenhang mit kombinierten Bewegungs- und Kraftaufgaben nicht redundant und kann die Anfälligkeit der Geschicklichkeitsfunktion für Entwicklung, Alterung und sogar leichte neuromuskuläre Pathologien erklären.

Die menschliche Muskelleistung könnte der von Schimpansen und Makaken deutlich unterlegen sein, wie aus einer Studie zur Metabolom-Evolution hervorgeht, die in drei Gehirnregionen und zwei nicht neuralen Geweben von Menschen, Schimpansen, Makaken und Mäusen auf der Grundlage von über 10.000 hydrophilen Verbindungen von Katarzyna Bozek durchgeführt wurde ua im Jahr 2014 . Die Ergebnisse legen nahe, dass "Menschen zwar durch überlegene Kognition gekennzeichnet sind, ihre Muskelleistung jedoch deutlich unter der von Schimpansen und Makaken liegen könnte".

Wir fanden heraus, dass die Entwicklung des Metaboloms weitgehend die genetische Divergenz zwischen den Arten widerspiegelt und nicht stark von Umweltfaktoren beeinflusst wird. In der menschlichen Linie beobachteten wir jedoch eine außergewöhnliche Beschleunigung der Metabolom-Evolution in der präfrontalen kortikalen Region des Gehirns und in der Skelettmuskulatur. Basierend auf zusätzlichen Verhaltenstests zeigen wir weiterhin, dass metabolische Veränderungen im menschlichen Muskel mit einer drastischen Verringerung der Muskelkraft einherzugehen scheinen. Die beobachteten schnellen metabolischen Veränderungen in Gehirn und Muskel, zusammen mit den einzigartigen menschlichen kognitiven Fähigkeiten und der geringen Muskelleistung, könnten parallele Mechanismen in der menschlichen Evolution widerspiegeln.

Laut Alan Walker in der Ausgabe von Current Anthropology vom April 2009 fehlt den Menschen möglicherweise die Kraft von Schimpansen, weil das menschliche Nervensystem mehr Kontrolle über die menschlichen Muskeln ausübt. Die menschliche Feinmotorik ermöglicht es, heikle und einzigartig menschliche Aufgaben auszuführen, während sie im Vergleich zu Schimpansen große Kraftakte verhindert.

Walkers Hypothese leitet sich teilweise aus einem Fund der Primatologin Ann MacLarnon ab. MacLarnon zeigte, dass Schimpansen im Verhältnis zur Körpermasse viel weniger graue Substanz in ihrem Rückenmark haben als Menschen. Die graue Substanz der Wirbelsäule enthält eine große Anzahl von Motoneuronen, Nervenzellen, die mit Muskelfasern verbunden sind und die Muskelbewegung regulieren. Walker schlägt vor, dass mehr graue Substanz beim Menschen mehr Motoneuronen bedeutet und mehr Motoneuronen mehr Muskelkontrolle bedeuten.

Laut Walker ermöglichen menschliche überschüssige Motoneuronen, jederzeit kleinere Muskelpartien zu aktivieren, und das fein abgestimmte motorische System ermöglicht eine Vielzahl menschlicher Aufgaben, wie z. B. das Manipulieren kleiner Objekte, das Herstellen komplexer Werkzeuge oder das präzise Werfen. Aufgrund der Energieeinsparung durch allmählichen Muskeleinsatz scheinen Menschen mehr körperliche Ausdauer zu haben. „Menschenaffen mit ihrem Alles-oder-Nichts-Muskeleinsatz sind explosive Sprinter, Kletterer und Kämpfer, aber nicht annähernd so gut bei komplexen motorischen Aufgaben.“