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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 aprendizaje motor ocurre en diferentes escalas de tiempo 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 sus vidas. El aprendizaje motor permite a los animales adquirir nuevas habilidades y mejora la suavidad y precisión de los movimientos, en algunos casos calibrando movimientos simples como los reflejos . La investigación del aprendizaje motor a menudo considera variables que contribuyen a la formación del programa motor (es decir, el comportamiento motor calificado subyacente), la sensibilidad de los procesos de detección de errores, [1] [2] y la fuerza de los esquemas de movimiento (ver programa motor ). El aprendizaje motor es "relativamente permanente", ya que la capacidad de responder adecuadamente se adquiere y se retiene. Las ganancias 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 en neurociencia sobre el aprendizaje motor se ocupa de qué partes del cerebro y la médula espinal representan movimientos y programas motores y cómo el sistema nervioso procesa la retroalimentación para cambiar la conectividad y las fortalezas sinápticas. A nivel conductual, la investigación se centra en el diseño y el efecto de los principales componentes 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 la 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 encontrado en una situación 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 desempeño deficiente a lo largo de la fase de adquisición, es importante para el desarrollo de los esquemas, que son responsables del ensamblaje y la retención y transferencia mejoradas del aprendizaje motor. [3] [5]

A pesar de las mejoras en el rendimiento observadas en una variedad de estudios, una limitación del efecto de interferencia contextual es la incertidumbre con respecto a la causa de las mejoras en el rendimiento, ya que se manipulan constantemente muchas variables. En una revisión de la literatura [3] , los autores identifican que había pocos patrones para explicar las mejoras en los experimentos que utilizan el paradigma de interferencia contextual. Aunque no hubo patrones en la literatura, se identificaron áreas comunes y limitaciones que justificaban los efectos de interferencia: [3]

  1. Aunque 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 ajustes del movimiento durante la ejecución del mismo.
  3. Según algunos autores, la transferencia bilateral puede obtenerse mediante condiciones de práctica alternativas, ya que una fuente de información puede desarrollarse desde ambos lados del cuerpo. A pesar de las mejoras observadas en estos estudios, los efectos de interferencia no se atribuirían a sus mejoras, y habría sido una coincidencia de las características de la tarea y el programa de práctica. [3] [6]
  4. La terminología de "habilidades complejas" no ha sido bien definida. Las manipulaciones procedimentales, que varían entre experimentos (por ejemplo, cambiar la similitud entre tareas) se han citado como un factor que contribuye a la complejidad de las habilidades.

Retroalimentación brindada 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.

Varios 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 la Figura 4, la Figura 6 y la Tabla de resumen 1 [8] para obtener una explicación detallada de la manipulación de la retroalimentación y el conocimiento de los resultados (ver a continuación).

Conocimiento del desempeño

El conocimiento del rendimiento (KP ) o retroalimentación cinemática se refiere a la información proporcionada a un ejecutante, que indica la calidad o el patrón de su movimiento. [7] Puede incluir información como el desplazamiento, la velocidad o el movimiento de las articulaciones. El KP tiende a ser distinto de la retroalimentación intrínseca y más útil en tareas del mundo real. Es una estrategia que suelen emplear los entrenadores o los profesionales de la rehabilitación.

Conocimiento de los resultados

El conocimiento de los resultados (KR) se define como información extrínseca o aumentada proporcionada a un ejecutante después de una respuesta, indicando el éxito de sus acciones con respecto a un objetivo ambiental. [8] El KR 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 además de aquellas fuentes de retroalimentación que se reciben naturalmente cuando se realiza una respuesta (es decir, retroalimentación producida por la respuesta; [1] [9] [10] Por lo general, el KR también es verbal o verbalizable. [11] El impacto del KR en el aprendizaje motor ha sido bien estudiado y algunas implicaciones se describen a continuación.

Diseño experimental y conocimiento de 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, indicativo de desempeño). Para tener esto en cuenta, se han creado diseños de transferencia que involucran dos fases distintas. [11] Para visualizar el diseño de transferencia, imagine una cuadrícula de 4x4. Los encabezados de columna pueden titularse "Experimento n.° 1" y "Experimento n.° 2" e indicar las condiciones que desea comparar. Los encabezados de fila se titulan "Adquisición" y "Transferencia", por lo 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 los 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 esa variable se mantiene constante (es decir, un nivel común de KR aplicado; normalmente una condición sin KR). Cuando se presenta una condición sin KR, este bloque representa los efectos persistentes de KR (es decir, aprendizaje). Por el contrario, si este bloque se proporciona a los sujetos en un formato donde KR está disponible, los efectos transitorios y persistentes de KR se confunden y se argumenta que no son interpretables para los efectos de aprendizaje.

Después de un período de descanso, se sostiene que el cambio en la capacidad de respuesta (es decir, los efectos) se atribuyen al aprendizaje, y el grupo con el desempeño más efectivo es el que más ha aprendido.

Papel funcional del conocimiento de los resultados y posible confusión de los efectos

El KR parece tener muchos roles diferentes, algunos de los cuales pueden verse como 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 el KR. [12] Aunque es importante para crear interés en la tarea para fines de rendimiento y aprendizaje, sin embargo, se desconoce en qué medida afecta al aprendizaje. Es probable que la función asociativa del KR esté involucrada en la formación de asociaciones entre el estímulo y la 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 del KR; específicamente, la disminución de la frecuencia relativa da como resultado un aprendizaje mejorado. Para una discusión alternativa sobre cómo el KR puede calibrar el sistema motor al mundo exterior (ver teoría de esquemas en el programa motor ). El papel de guía de la KR es probablemente el más influyente para el aprendizaje [1] ya que tanto las fuentes internas como las externas de retroalimentación juegan 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 se puede utilizar para mejorar continuamente el desempeño en los ensayos siguientes. Sin embargo, la hipótesis de la guía postula que la provisión de demasiada retroalimentación externa aumentada (por ejemplo, KR) durante la práctica puede hacer que el alumno desarrolle una dependencia dañina de esta fuente de retroalimentación. [8] Esto puede conducir a un desempeño superior durante la práctica pero un desempeño deficiente en la transferencia, una indicación de un aprendizaje motor deficiente. Además, implica que, a medida que el ejecutante mejora, las condiciones de KR deben adaptarse de acuerdo con la habilidad del ejecutante y la dificultad de la tarea para maximizar el aprendizaje (ver el marco de puntos de desafío ).

Especificidad de la hipótesis de aprendizaje

La hipótesis de la especificidad del aprendizaje sugiere que el aprendizaje es más eficaz 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 para el desempeño. [7] p. 194 Sugiere que el beneficio de la especificidad en la práctica ocurre porque el aprendizaje motor se combina con la práctica física durante el deporte o la habilidad aprendidos. [14] p. 90 Contrariamente a las creencias anteriores, el aprendizaje de habilidades se logra alternando el aprendizaje motor y el desempeño físico, 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 relacionada con el desempeño de la tarea. Esta representación se acopla estrechamente con el aumento de la experiencia al realizar 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 un deterioro del desempeño. Alternar el aprendizaje motor y la práctica física puede conducir en última instancia a un desempeño excelente, si no mejor, en comparación con solo la práctica física.

Enfoque fisiológico

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

El aprendizaje motor permite al ser humano desarrollar conductas muy hábiles y, mediante un entrenamiento repetitivo, se puede esperar un cierto grado de automaticidad. Y, aunque este puede ser un proceso refinado, se ha aprendido mucho a partir de estudios de conductas simples. Estas conductas incluyen el condicionamiento del parpadeo , el aprendizaje motor en el reflejo vestíbulo-ocular y el canto de los pájaros . Las investigaciones sobre la babosa marina Aplysia californica han 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 una plasticidad cortical que dio como resultado 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 unicelular , 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 lleva a cabo a nivel musculoesquelético . Cada neurona motora del cuerpo inerva una o más células musculares, y juntas estas células forman lo que se conoce como una unidad motora. Para que una persona realice incluso la tarea motora más simple, la actividad de miles de estas unidades motoras debe estar coordinada. Parece que el cuerpo enfrenta este desafío organizando las unidades motoras en módulos de unidades cuya actividad está correlacionada. [ cita requerida ]

Aprendizaje motor desordenado

Trastorno del desarrollo de la coordinación

Las deficiencias asociadas con el trastorno del desarrollo de la coordinación (TDC) implican dificultad para aprender nuevas habilidades motoras, así como un 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 para tareas 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 las regiones asociadas con la práctica motora especializada. [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 médicos de rehabilitación utilizan la práctica como un componente principal dentro de una intervención, sigue habiendo 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 los individuos a resistirse contra un dispositivo portátil 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 una cantidad determinada de tiempo después han sido un foco popular en la investigación. Se ha demostrado que el sobreaprendizaje conduce a importantes mejoras 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 obtiene solo a través de la repetición. [21] Se sugiere que los métodos de compensación se desarrollen a través de la repetición pura y para provocar cambios corticales (recuperación verdadera), las personas deben estar expuestas a tareas más desafiantes. La investigación que ha implementado el aprendizaje motor y la práctica de rehabilitación se ha utilizado dentro de la población de accidentes cerebrovasculares e incluye entrenamiento de la capacidad del brazo, terapia de movimiento inducido por restricción , estimulación neuromuscular activada por electromiógrafo , terapia robótica interactiva y rehabilitación basada en realidad virtual . En un estudio reciente, se administró condicionamiento isquémico a través del inflado y desinflado del 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 la mejora se mantiene con el 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 se presentaron en las noticias de Global Medical Discovery. [24]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

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