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Aprendizaje motor

El aprendizaje motor se refiere, en términos generales, a los cambios en los movimientos de un organismo que reflejan cambios en la estructura y función del sistema nervioso. El...

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El aprendizaje motor se refiere, en términos generales, a los cambios en los movimientos de un organismo que reflejan cambios en la estructura y función del sistema nervioso. El aprendizaje motor se produce en diferentes escalas temporales y grados de complejidad: los humanos aprenden a caminar o hablar a lo largo de los años, pero continúan adaptándose a los cambios de altura, peso, fuerza, etc., a lo largo de su vida. El aprendizaje motor permite a los animales adquirir nuevas habilidades y mejora la fluidez y precisión de los movimientos, en algunos casos calibrando movimientos simples como los reflejos . La investigación sobre el aprendizaje motor a menudo considera variables que contribuyen a la formación del programa motor (es decir, el comportamiento motor hábil subyacente), la sensibilidad de los procesos de detección de errores [ 1 ] [ 2 ] y la fuerza de los esquemas de movimiento (véase programa motor ). El aprendizaje motor es "relativamente permanente", ya que la capacidad de responder adecuadamente se adquiere y se retiene. Las mejoras temporales en el rendimiento durante la práctica o en respuesta a alguna perturbación a menudo se denominan adaptación motora , una forma transitoria de aprendizaje. La investigación neurocientífica sobre el aprendizaje motor se centra en qué partes del cerebro y la médula espinal representan los movimientos y los programas motores, y cómo el sistema nervioso procesa la retroalimentación para modificar la conectividad y la fuerza sináptica. A nivel conductual, la investigación se enfoca en el diseño y el efecto de los componentes principales que impulsan el aprendizaje motor, es decir, la estructura de la práctica y la retroalimentación. El momento y la organización de la práctica pueden influir en la retención de información, por ejemplo, cómo se pueden subdividir y practicar las tareas (véase también práctica variada ), y la forma precisa de la retroalimentación puede influir en la preparación, la anticipación y la guía del movimiento.

Enfoque conductual

Estructura de la práctica e interferencia contextual

La interferencia contextual se definió originalmente como "interferencia funcional en el aprendizaje responsable de la mejora de la memoria". [ 3 ] El efecto de la interferencia contextual es "el efecto en el aprendizaje del grado de interferencia funcional que se encuentra en una situación de práctica cuando se deben aprender varias tareas y se practican juntas". [ 4 ] La variabilidad de la práctica (o práctica variada ) es un componente importante de la interferencia contextual, ya que coloca variaciones de tareas dentro del aprendizaje. Aunque la práctica variada puede conducir a un rendimiento deficiente durante la fase de adquisición, es importante para el desarrollo de los esquemas, que son responsables del ensamblaje y la mejora de la retención y transferencia del aprendizaje motor. [ 3 ] [ 5 ]

A pesar de las mejoras en el rendimiento observadas en diversos estudios, una limitación del efecto de interferencia contextual es la incertidumbre respecto a la causa de dichas mejoras, ya que se manipulan constantemente muchas variables. En una revisión de la literatura, [ 3 ] los autores identifican que existían pocos patrones que explicaran las mejoras en los experimentos que utilizan el paradigma de interferencia contextual. Si bien no se encontraron patrones en la literatura, se identificaron áreas y limitaciones comunes que justificaban los efectos de interferencia: [ 3 ]

  1. Si bien las habilidades que se aprendían requerían movimientos de todo el cuerpo, la mayoría de las tareas tenían una característica común: todas contenían componentes que podían aislarse.
  2. La mayoría de los estudios que respaldan el efecto de interferencia utilizaron movimientos lentos que permitieron realizar ajustes durante la ejecución del movimiento.
  3. Según algunos autores, la transferencia bilateral puede inducirse mediante condiciones de práctica alternativas, ya que la información puede generarse desde ambos lados del cuerpo. A pesar de las mejoras observadas en estos estudios, los efectos de interferencia no se atribuirían a dichas mejoras, sino que se trataría de una coincidencia entre las características de la tarea y el cronograma de práctica. [ 3 ] [ 6 ]
  4. La terminología de "habilidades complejas" no ha sido bien definida. Se ha citado que las manipulaciones procedimentales, que varían entre experimentos (por ejemplo, cambiar la similitud entre tareas), contribuyen a la complejidad de las habilidades.

Retroalimentación proporcionada durante la práctica

La retroalimentación se considera una variable crítica para la adquisición de habilidades y se define ampliamente como cualquier tipo de información sensorial relacionada con una respuesta o movimiento. [ 7 ] La retroalimentación intrínseca es producida por la respuesta  ; ocurre normalmente cuando se realiza un movimiento y las fuentes pueden ser internas o externas al cuerpo. Las fuentes típicas de retroalimentación intrínseca incluyen la visión , la propiocepción y la audición . La retroalimentación extrínseca es información aumentada proporcionada por una fuente externa, además de la retroalimentación intrínseca. La retroalimentación extrínseca a veces se clasifica como conocimiento del desempeño o conocimiento de los resultados.

Diversos estudios han manipulado las características de presentación de la información de retroalimentación (por ejemplo, frecuencia, demora, actividades interpoladas y precisión) para determinar las condiciones óptimas para el aprendizaje. Consulte las figuras 4 y 6, y la tabla resumen 1 [ 8 ] para obtener una explicación detallada de la manipulación de la retroalimentación y el conocimiento de los resultados (véase más adelante).

Conocimiento del desempeño

El conocimiento del desempeño (CD ) o retroalimentación cinemática se refiere a la información proporcionada a un deportista, que indica la calidad o el patrón de su movimiento. [ 7 ] Puede incluir información como el desplazamiento, la velocidad o el movimiento articular. El CD tiende a ser distinto de la retroalimentación intrínseca y resulta más útil en tareas del mundo real. Es una estrategia frecuentemente empleada por entrenadores o profesionales de la rehabilitación.

Conocimiento de los resultados

El conocimiento de los resultados (CR) se define como información extrínseca o aumentada proporcionada a un intérprete después de una respuesta, que indica el éxito de sus acciones con respecto a un objetivo ambiental. [ 8 ] El CR puede ser redundante con la retroalimentación intrínseca, especialmente en escenarios del mundo real. [ 7 ] Sin embargo, en estudios experimentales, se refiere a la información proporcionada más allá de aquellas fuentes de retroalimentación que se reciben naturalmente cuando se realiza una respuesta (es decir, retroalimentación producida por la respuesta; [ 1 ] [ 9 ] [ 10 ] Típicamente, el CR también es verbal o verbalizable. [ 11 ] El impacto del CR en el aprendizaje motor ha sido bien estudiado y algunas implicaciones se describen a continuación.

Diseño experimental y conocimiento de los resultados

A menudo, los experimentadores no logran separar el aspecto relativamente permanente del cambio en la capacidad de respuesta (es decir, indicativo de aprendizaje) de los efectos transitorios (es decir, indicativos de rendimiento). Para tener esto en cuenta, se han creado diseños de transferencia que implican dos fases distintas. [ 11 ] Para visualizar el diseño de transferencia, imagine una cuadrícula de 4x4. Los encabezados de las columnas pueden titularse "Experimento n.° 1" y "Experimento n.° 2" e indicar las condiciones que desea comparar. Los encabezados de las filas se titulan "Adquisición" y "Transferencia", de modo que:

  1. El bloque de adquisición (2 columnas) contiene las condiciones de prueba en las que se manipula alguna variable (es decir, se aplican diferentes niveles de KR) y diferentes grupos reciben diferentes tratamientos. Este bloque representa los efectos transitorios de KR (es decir, el rendimiento).
  2. El bloque de transferencia (2 columnas) contiene las condiciones de prueba en las que la variable se mantiene constante (es decir, se aplica un nivel común de KR; normalmente una condición sin KR). Cuando se presenta una condición sin KR, este bloque representa los efectos persistentes de KR (es decir, el aprendizaje). Por el contrario, si este bloque se presenta a los sujetos en un formato donde KR está disponible, los efectos transitorios y persistentes de KR se confunden y se argumenta que no se pueden interpretar como efectos de aprendizaje.

Tras un período de descanso, se argumenta que el cambio en la capacidad de respuesta (es decir, los efectos) son aquellos atribuidos al aprendizaje, y que el grupo con el desempeño más eficaz es el que más ha aprendido.

Función del conocimiento de los resultados y posible confusión de efectos

KR parece tener muchos roles diferentes, algunos de los cuales pueden considerarse temporales o transitorios (es decir, efectos de rendimiento). Tres de estos roles incluyen: 1) motivación, 2) función asociativa y 3) guía. La influencia motivacional puede aumentar el esfuerzo y el interés del ejecutante en la tarea, así como mantener este interés una vez que se elimina KR. [ 12 ] Aunque es importante para crear interés en la tarea para fines de rendimiento y aprendizaje, sin embargo, se desconoce el alcance en que afecta el aprendizaje. Es probable que la función asociativa de KR esté involucrada en la formación de asociaciones entre estímulo y respuesta (es decir, Ley del Efecto ). [ 13 ] Sin embargo, este efecto adicional no puede explicar los hallazgos en tareas de transferencia que manipulan la frecuencia relativa de KR; específicamente, la disminución de la frecuencia relativa resulta en un aprendizaje mejorado. Para una discusión alternativa sobre cómo KR puede calibrar el sistema motor al mundo exterior (ver teoría de esquemas en programa motor ). El papel de guía de la KR es probablemente el más influyente en el aprendizaje [ 1 ], ya que tanto las fuentes internas como externas de retroalimentación desempeñan un papel de guía en el desempeño de una tarea motora. A medida que el ejecutante es informado de los errores en el desempeño de la tarea, la discrepancia puede usarse para mejorar continuamente el desempeño en los siguientes intentos. Sin embargo, la hipótesis de guía postula que proporcionar demasiada retroalimentación externa aumentada (por ejemplo, KR) durante la práctica puede hacer que el aprendiz desarrolle una dependencia dañina de esta fuente de retroalimentación. [ 8 ] Esto puede llevar a un desempeño superior durante la práctica pero un desempeño deficiente en la transferencia  , un indicador de un aprendizaje motor deficiente. Además, implica que, a medida que el ejecutante mejora, las condiciones de la KR deben adaptarse de acuerdo con la habilidad del ejecutante y la dificultad de la tarea para maximizar el aprendizaje (ver marco de puntos de desafío ).

Hipótesis de especificidad del aprendizaje

La hipótesis de la especificidad del aprendizaje sugiere que el aprendizaje es más efectivo cuando las sesiones de práctica incluyen condiciones ambientales y de movimiento que se asemejan mucho a las requeridas durante la ejecución de la tarea  , replicando el nivel de habilidad objetivo y el contexto de ejecución. [ 7 ] p.  194 Sugiere que el beneficio de la especificidad en la práctica se produce porque el aprendizaje motor se combina con la práctica física durante el deporte o la habilidad aprendida. [ 14 ] p.  90 Contrariamente a las creencias anteriores, el aprendizaje de habilidades se logra alternando el aprendizaje motor y la ejecución física, haciendo que las fuentes de retroalimentación trabajen juntas. El proceso de aprendizaje, especialmente para una tarea difícil, da como resultado la creación de una representación de la tarea donde se integra toda la información relevante relativa a la ejecución de la tarea. Esta representación se vincula estrechamente con el aumento de la experiencia en la ejecución de la tarea. Como resultado, eliminar o agregar una fuente significativa de información después de un período de práctica donde estaba presente o no, no causa que la ejecución se deteriore. Alternar el aprendizaje motor y la práctica física puede, en última instancia, conducir a una gran ejecución, o incluso mejor, en comparación con solo la práctica física.

Enfoque fisiológico

El cerebelo y los ganglios basales son fundamentales para el aprendizaje motor. Debido a la necesidad universal de un movimiento correctamente calibrado, no sorprende que el cerebelo y los ganglios basales estén ampliamente conservados en los vertebrados , desde los peces hasta los humanos . [ 15 ]

Mediante el aprendizaje motor, el ser humano es capaz de lograr comportamientos muy hábiles, y a través del entrenamiento repetitivo se puede esperar cierto grado de automaticidad. Si bien este puede ser un proceso refinado, se ha aprendido mucho de estudios de comportamientos simples. Estos comportamientos incluyen el condicionamiento del parpadeo , el aprendizaje motor en el reflejo vestíbulo-ocular y el canto de los pájaros . La investigación sobre Aplysia californica , la babosa marina, ha proporcionado un conocimiento detallado de los mecanismos celulares de una forma simple de aprendizaje.

Un tipo de aprendizaje motor ocurre durante el funcionamiento de una interfaz cerebro-computadora . Por ejemplo, Mikhail Lebedev, Miguel Nicolelis y sus colegas demostraron recientemente plasticidad cortical que resultó en la incorporación de un actuador externo controlado a través de una interfaz cerebro-máquina en la representación neuronal del sujeto. [ 16 ]

A nivel celular, el aprendizaje motor se manifiesta en las neuronas de la corteza motora . Mediante técnicas de registro de células individuales , el Dr. Emilio Bizzi y sus colaboradores han demostrado que el comportamiento de ciertas células, conocidas como " células de memoria ", puede sufrir alteraciones duraderas con la práctica.

El aprendizaje motor también se produce a nivel musculoesquelético . Cada neurona motora del cuerpo inerva una o más células musculares, y juntas estas células forman lo que se conoce como unidad motora. Para que una persona realice incluso la tarea motora más sencilla, la actividad de miles de estas unidades motoras debe estar coordinada. Al parecer, el cuerpo resuelve este desafío organizando las unidades motoras en módulos cuya actividad está correlacionada.

Trastornos del aprendizaje motor

Trastorno del desarrollo de la coordinación

Las deficiencias asociadas con el trastorno del desarrollo de la coordinación (TDC) incluyen dificultad para aprender nuevas habilidades motoras, así como control postural limitado y déficits en la coordinación sensoriomotora. [ 17 ] Parece que los niños con TDC no pueden mejorar el desempeño de tareas motoras complejas solo con la práctica. [ 18 ] Sin embargo, hay evidencia de que el entrenamiento específico de la tarea puede mejorar el desempeño de tareas más simples. [ 19 ] El aprendizaje deficiente de habilidades puede estar correlacionado con la actividad cerebral, en particular, una reducción de la actividad cerebral en regiones asociadas con la práctica motora experta. [ 20 ]

Apraxia

El aprendizaje motor se ha aplicado a la recuperación de accidentes cerebrovasculares y a la neurorrehabilitación, ya que la rehabilitación es generalmente un proceso de reaprendizaje de habilidades perdidas a través de la práctica y/o el entrenamiento. [ 21 ] Aunque los clínicos de rehabilitación utilizan la práctica como un componente principal dentro de una intervención, persiste una brecha entre la investigación sobre el control motor y el aprendizaje motor y la práctica de la rehabilitación. Los paradigmas comunes de aprendizaje motor incluyen paradigmas de brazo robótico, donde se anima a las personas a resistir contra un dispositivo sostenido por la mano durante movimientos específicos del brazo. Otro concepto importante para el aprendizaje motor es la cantidad de práctica implementada en una intervención. Los estudios sobre la relación entre la cantidad de entrenamiento recibido y la retención de la memoria un tiempo determinado después han sido un enfoque popular en la investigación. Se ha demostrado que el sobreaprendizaje conduce a mejoras importantes en la retención a largo plazo y poco efecto en el rendimiento. [ 22 ] Los paradigmas de práctica de aprendizaje motor han comparado las diferencias de diferentes programas de práctica y han propuesto que la repetición de los mismos movimientos no es suficiente para reaprender una habilidad, ya que no está claro si la verdadera recuperación cerebral se produce solo a través de la repetición. [ 21 ] Se sugiere que los métodos de compensación se desarrollan a través de la repetición pura y que, para provocar cambios corticales (recuperación verdadera), los individuos deben exponerse a tareas más desafiantes. La investigación que ha implementado el aprendizaje motor y la práctica de rehabilitación se ha utilizado en la población de pacientes con accidente cerebrovascular e incluye entrenamiento de la capacidad del brazo, terapia de movimiento inducido por restricción , estimulación neuromuscular activada por electromiografía , terapia robótica interactiva y rehabilitación basada en realidad virtual . Un estudio reciente aplicó condicionamiento isquémico mediante el inflado y desinflado de un manguito de presión arterial en el brazo para facilitar el aprendizaje. Demostró por primera vez en humanos y animales que el condicionamiento isquémico puede mejorar el aprendizaje motor y que esta mejora se mantiene a lo largo del tiempo. Los beneficios potenciales del condicionamiento isquémico se extienden mucho más allá del accidente cerebrovascular a otras poblaciones de rehabilitación neurológica, geriátrica y pediátrica. [ 23 ] Estos hallazgos fueron presentados en Global Medical Discovery News. [ 24 ]

Véase también

Referencias

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