Aprendizaje motor - Motor learning

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 de tiempo y grados de complejidad: los seres 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 sobre el aprendizaje motor a menudo considera variables que contribuyen a la formación del programa motor (es decir, la conducta motora experta subyacente), la sensibilidad de los procesos de detección de errores y la fuerza de los esquemas de movimiento (ver programa motor ). El aprendizaje motor es "relativamente permanente", ya que se adquiere y se retiene la capacidad de responder adecuadamente. 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 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 (ver también práctica variada ), y la forma precisa de retroalimentación puede influir en la preparación, anticipación y 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". El efecto de interferencia contextual es "el efecto sobre el aprendizaje del grado de interferencia funcional que se encuentra en una situación de práctica cuando varias tareas deben aprenderse y practicarse juntas". 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 a lo largo de la fase de adquisición, es importante para el desarrollo de los esquemas, que es responsable del ensamblaje y la mejora de la retención y transferencia del aprendizaje motor.

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 muchas variables se manipulan constantemente. En una revisión de la literatura, los autores identifican que hubo 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 justificaron efectos de interferencia:

  1. Aunque las habilidades que se aprenden requieren movimientos de todo el cuerpo, la mayoría de las tareas tienen una característica común; todos contenían componentes que podían aislarse.
  2. La mayoría de los estudios que respaldan el efecto de interferencia utilizaron movimientos lentos que permitieron ajustes de movimiento durante la ejecución del movimiento.
  3. Según algunos autores, la transferencia bilateral puede obtenerse a través de 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 horario de práctica.
  4. La terminología de "habilidades complejas" no está bien definida. Las manipulaciones de procedimientos, 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.

Comentarios proporcionados 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. La retroalimentación intrínseca se produce como 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, retraso, 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 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 de la interpretación (KP ) o la retroalimentación cinemática se refiere a la información proporcionada a un ejecutante, que indica la calidad o el patrón de su movimiento. Puede incluir información como el desplazamiento, la velocidad o el movimiento de la articulación. KP tiende a ser distinto de la retroalimentación intrínseca y más útil en tareas del mundo real. Es una estrategia que a menudo emplean los entrenadores o los profesionales de la rehabilitación.

Conocimiento de resultados

El conocimiento de los resultados (KR) se define como información extrínseca o aumentada proporcionada a un ejecutante después de una respuesta, lo que indica el éxito de sus acciones con respecto a un objetivo ambiental. KR puede ser redundante con retroalimentación intrínseca, especialmente en escenarios del mundo real. Sin embargo, en los estudios experimentales, se refiere a la información proporcionada además de las fuentes de retroalimentación que se reciben naturalmente cuando se da una respuesta (es decir, retroalimentación producida por la respuesta; por lo general, KR también es verbal o verbalizable. El impacto de KR en la motricidad El aprendizaje 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 responder (es decir, indicativo de aprendizaje) de los efectos transitorios (es decir, indicativo de desempeño). Para dar cuenta de esto, se han creado diseños de transferencia que involucran dos fases distintas. Para visualizar el diseño de la transferencia, imagine una cuadrícula de 4x4. Los títulos de las columnas pueden titularse "Experimento n. ° 1" y "Experimento n. ° 2" e indicar las condiciones que desea comparar. Los títulos de las filas 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 diferentes grupos reciben diferentes tratamientos. Este bloque representa los efectos transitorios de KR (es decir, rendimiento)
  2. El bloque de transferencia (2 columnas) contiene las condiciones de prueba en las que esa variable se mantiene constante (es decir, se aplica un nivel común de KR; normalmente una condición sin KR). Cuando se presenta con una condición sin KR, este bloque representa los efectos persistentes de KR (es decir, aprendizaje). Por el contrario, si este bloque se da a sujetos en un formato en el que KR está disponible, los efectos transitorios y persistentes de KR son complicados y se argumenta que no son interpretables para efectos de aprendizaje.

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

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

KR parece tener muchos roles diferentes, algunos de los cuales pueden verse como temporales o transitorios (es decir, efectos de desempeño). Tres de estos roles incluyen: 1) motivación, 2) función asociativa y 3) orientación. 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. Aunque es importante crear interés en la tarea con fines de rendimiento y aprendizaje, se desconoce hasta qué punto afecta el aprendizaje. Es probable que la función asociativa de KR participe en la formación de asociaciones entre estímulo y respuesta (es decir, Ley del efecto ). Sin embargo, este efecto adicional no puede explicar los hallazgos en las tareas de transferencia que manipulan la frecuencia relativa de KR; específicamente, la disminución de la frecuencia relativa da como resultado un mejor aprendizaje. Para una discusión alternativa sobre cómo KR puede calibrar el sistema motor con el mundo exterior (vea la teoría de esquemas en el programa motor ). La función de orientación de KR es probablemente la más influyente para el aprendizaje, ya que las fuentes de retroalimentación tanto internas como externas desempeñan un papel de orientación en el desempeño de una tarea motora. A medida que se informa al ejecutante de los errores en el desempeño de la tarea, la discrepancia se puede utilizar para mejorar continuamente el desempeño en las siguientes pruebas. Sin embargo, la hipótesis de la orientación 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. Esto puede conducir a un rendimiento superior durante la práctica, pero un rendimiento 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 marco de puntos de desafío ).

Especificidad de la hipótesis de 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 para el desempeño. pag. 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 aprendidos. pag. 90 Contrariamente a las creencias anteriores, el aprendizaje de habilidades se logra alternando el aprendizaje motor y el rendimiento 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 en la que se integra toda la información relevante relacionada con el desempeño de la tarea. Esta representación se acopla estrechamente con una experiencia cada vez mayor en la realización de la tarea. Como resultado, eliminar o agregar una fuente significativa de información después de un período de práctica en el que estuvo presente o no, no causa que el desempeño se deteriore. Alternar el aprendizaje motor y la práctica física puede, en última instancia, conducir a un gran rendimiento, si no mejor, en comparación con 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 debidamente calibrado, no es sorprendente que el cerebelo y los ganglios basales estén ampliamente conservados en vertebrados, desde peces hasta humanos .

A través del aprendizaje motor, el ser humano es capaz de lograr un comportamiento muy hábil y, a través del entrenamiento repetitivo, se puede esperar cierto grado de automaticidad. Y aunque este puede ser un proceso refinado, se ha aprendido mucho de los 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 una 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.

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

El aprendizaje motor también se logra 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 pueda realizar incluso la tarea motora más simple, la actividad de miles de estas unidades motoras debe estar coordinada. Parece que el cuerpo maneja este desafío organizando las unidades motoras en módulos de unidades cuya actividad está correlacionada.

Aprendizaje motor desordenado

Trastorno de desarrollo de la coordinación

Las deficiencias asociadas con el trastorno de coordinación del desarrollo (DCD) implican dificultad para aprender nuevas habilidades motoras, así como un control postural limitado y déficits en la coordinación sensoriomotora. Parece que los niños con DCD no pueden mejorar el desempeño de tareas motoras complejas solo con la práctica. Sin embargo, existe evidencia de que el entrenamiento para tareas específicas puede mejorar el desempeño de tareas más simples. El aprendizaje de habilidades deteriorado puede estar correlacionado con la actividad cerebral, particularmente, una reducción de la actividad cerebral en regiones asociadas con la práctica motora experta.

Apraxia

El aprendizaje motor se ha aplicado a la recuperación del accidente cerebrovascular y la neurorrehabilitación, ya que la rehabilitación es generalmente un proceso de reaprendizaje de las habilidades perdidas a través de la práctica y / o el entrenamiento. Aunque los médicos de rehabilitación utilizan la práctica como un componente principal dentro de una intervención, sigue habiendo una brecha entre el control motor y la investigación del aprendizaje motor y la práctica de rehabilitación. Los paradigmas comunes de aprendizaje motor incluyen paradigmas de brazos robóticos, donde se anima a las personas a resistir contra un dispositivo de mano a través de 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 enfoque popular en la investigación. Se ha demostrado que el aprendizaje excesivo conduce a mejoras importantes en la retención a largo plazo y tiene un efecto mínimo en el rendimiento. Los paradigmas de la práctica del aprendizaje motor han comparado las diferencias de diferentes horarios de práctica y han propuesto que la repetición de los mismos movimientos no es suficiente para volver a aprender una habilidad, ya que no está claro si la verdadera recuperación del cerebro se obtiene solo a través de la repetición. Se sugiere que los métodos de compensación se desarrollen a través de la repetición pura y para provocar cambios corticales (verdadera recuperación), los individuos deben estar expuestos 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 habilidades de brazos, terapia de movimiento inducida por restricciones , estimulación neuromuscular activada por electromiógrafo , terapia de robot interactivo y rehabilitación basada en la realidad virtual . Se realizó un estudio reciente de acondicionamiento isquémico mediante el 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 conserva con el tiempo. Los beneficios potenciales del acondicionamiento isquémico se extienden mucho más allá del accidente cerebrovascular a otras poblaciones de rehabilitación neuro, geriátrica y pediátrica. Estos hallazgos aparecieron en las noticias de Global Medical Discovery.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos