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Introducción: Recientes estudios sugieren que el bilingüismo es uno de los factores que contribuye a la reserva cognitiva, ya que las personas bilingües suelen manifestar los síntomas de la enfermedad de Alzheimer (EA) significativamente más tarde que los monolingües. Otros estudios han revelado que los bilingües muestran mayor atrofia e hipometabolismo comparados con los monolingües, pese a tener el mismo diagnóstico. Sin embargo, todas estas investigaciones incluyen participantes bilingües y monolingües que muestran diferencias en nivel educativo, nivel socioeconómico o estatus de inmigración. El objetivo de este trabajo es investigar las bases neurales del supuesto efecto protector del bilingüismo. Metodología: Una muestra de 68 pacientes con deterioro cognitivo leve (DCL) fue incluida en el estudio, con 26 bilingües y 42 monolingües. Se recogieron imágenes 3D de resonancia magnética a partir de las cuales se compararon los volúmenes de sustancia gris de ambos grupos. Resultados: Bilingües y monolingües no mostraron diferencias significativas en variables demográficas ni en rendimiento cognitivo en pruebas psicológicas. Sin embargo, los bilingües mostraron menor volumen de sustancia gris (mayor atrofia cerebral) que los monolingües en las siguientes áreas: precuneus izquierdo, área de Wernicke izquierda, ínsula/giro de Heschl bilateral y vermis cerebelar bilateral. Conclusión: Los bilingües, con la misma edad, nivel educativo y manifestación de síntomas de la enfermedad, muestran mayor atrofia de sustancia gris que los monolingües en áreas relevantes para la EA. Esto sugiere que el bilingüismo actúa como un factor protector de la demencia, ya que requiere mayor atrofia cerebral para llegar al mismo estado patológico. Introduction: Evidence from previous studies suggests that bilingualism is one of the factors which contributes to cognitive reserve, by showing that bilingual individuals manifest symptoms of Alzheimer’s disease (AD) significantly later than monolinguals. Other evidences revealed that bilinguals show greater amounts of atrophy or hypometabolism compared to monolinguals, despite having the same diagnosis of AD and similar symptoms. However, these previous studies included samples in which bilinguals and monolinguals showed differences in education, immigration and/or socioeconomic status. The aim of this work was to investigate the neural bases of these putative protective effects of bilingualism. Methods: A sample of 68 patients with mild cognitive impairment (MCI), 26 bilinguals and 42 monolinguals, was included in the study. Whole-brain 3-D magnetic resonance images were collected in order to compare the gray matter volume of both groups. Results: Bilinguals and monolinguals showed no significant differences in sociodemographic variables nor cognitive performance in neuropsychological testing. However, bilinguals showed less gray matter volume (more brain atrophy) than monolinguals in the following areas: left precuneus, left Wernicke’s area, bilateral insula/Heschl’s gyrus and bilateral cerebellar vermis. Conclusion: Bilinguals with the same age, level of education and manifestation of symptoms as monolinguals, show higher levels of gray matter atrophy than monolinguals in relevant areas for AD. This suggests that bilingualism acts as a protective factor against dementia, since it requires more brain atrophy in order to get to the same pathological state.