Adaptación motora

La adaptación motora , una forma de aprendizaje motor , es el proceso de adquirir y restaurar patrones locomotores (por ejemplo, patrones de coordinación de las piernas) a través de un proceso de aprendizaje basado en errores.

Este tipo de adaptación depende del contexto y, por lo tanto, es específica del entorno en el que se produjo. El sistema nervioso central , en particular el cerebelo , subyace a esta forma de adaptación en los vertebrados. Se sugiere que el sistema nervioso aprende a predecir y anular los efectos de un entorno novedoso, devolviendo los movimientos a condiciones cercanas a la línea base (sin perturbaciones). ^{[ 1 ]} Durante la adaptación motora, el sistema nervioso utiliza constantemente información de errores para mejorar los movimientos futuros. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La adaptación a cintas separadas es un subtipo de adaptación motora en la que las extremidades de cada lado del cuerpo del animal se mueven a velocidades diferentes. Esto se logra mediante el uso de una cinta de correr con dos cintas controladas independientemente. Los animales que se adaptan a este tipo de adaptación ajustan su patrón de coordinación entre las extremidades para recuperar la simetría general de la marcha . La adaptación a cintas separadas presenta un período posterior notable (cuando las extremidades se mueven a la misma velocidad) durante el cual el patrón de coordinación entre las extremidades permanece alterado con respecto al del período previo a la adaptación, incluso después de que finaliza el período de perturbación con la cinta separada.

Sin embargo, el efecto posterior depende del contexto y, por lo tanto, solo existirá en el mismo entorno locomotor en el que se produjo la adaptación. Además, la adaptación a la cinta dividida tiene componentes espaciales (posición de la extremidad) y temporales (sincronización del movimiento de la extremidad) que se pueden disociar a nivel conductual y de circuitos neuronales. Las tasas de adaptación de ambos componentes son diferentes, siendo la adaptación del componente temporal más rápida que la del componente espacial.

En vertebrados, se sugiere que el cerebelo facilita la adaptación a la marcha con cintas separadas, y en ratones, el núcleo cerebeloso interpuesto es particularmente crucial para esta forma de adaptación. Además, se ha demostrado que las regiones somatomotoras de la corteza cerebral en ratones no participan en la adaptación a la marcha con cintas separadas. El paradigma de adaptación a la marcha con cintas separadas es clínicamente importante para ayudar en el ajuste o la recuperación de patrones de coordinación de extremidades alterados resultantes de lesiones o patologías , así como para comprender los aspectos específicos (por ejemplo, componentes temporales o espaciales) de la marcha que se ven afectados en las patologías de la marcha. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Como se muestra en el gráfico, cuando se eliminan las fuerzas ambientales, el sujeto conserva, durante un tiempo limitado, el patrón de movimiento adaptativo (etapa 4). Este efecto motor posterior demuestra que el aprendiz no solo reacciona a los cambios ambientales, sino que también anticipa la dinámica esperada del nuevo entorno y se mueve de acuerdo con un nuevo conjunto de expectativas. Por lo tanto, la adaptación motora parece depender de una actualización en la representación interna (modelo interno) del entorno externo. ^{[ 6 ]}

El fenómeno de los efectos posteriores sugiere que, antes del movimiento, el SNC genera un modelo interno , una especie de mapa interno que guía al cuerpo durante el movimiento y se adapta a las fuerzas ambientales. Esta observación sugiere que, al programar la respuesta motora a los músculos del brazo, el SNC utiliza un modelo interno (Wolpert et al., 1995b) para predecir la dinámica mecánica de la tarea. ^{[ 7 ]} La ​​adaptación motora es un fenómeno robusto que también se ha observado en monos ^{[ 8 ]} y ratones ^{[ 9 ]} que realizan tareas motoras. Mediante optogenética , el estudio realizado por la Dra. Mackenzie Mathis en la Universidad de Harvard con ratones también demostró que la corteza somatosensorial participa en la actualización del modelo interno. ^{[ 9 ]}

Aprendizaje motor

Control del motor