Actualizaciones en Aprendizaje Motor

Artículo: Rifton.

 

Una mayor comprensión clínica del aprendizaje motor para facilitar el cambio sostenido en el comportamiento motor continúa ampliando el alcance de las intervenciones de fisioterapia y proporcionando mejores resultados.

Un artículo de investigación reciente, Actualizaciones en el aprendizaje motor: implicaciones para la práctica y la educación del fisioterapeuta (en inglés Updates in Motor Learning: Implications for Physical Therapist Practice and Education”, se suma a este conjunto de conocimientos al abordar las aplicaciones actuales de cuatro mecanismos de aprendizaje motor bien estudiados: dependiente del uso, instructivo, de refuerzo y adaptación sensoriomotora aprendizaje motor.¹

(En este documento, “mecanismo” generalmente se refiere a los procesos a través de los cuales ocurre el aprendizaje motor).

 

Aprendizaje motor dependiente del uso

Con el aprendizaje motor dependiente del uso, el cambio en el comportamiento motor es impulsado por la práctica repetida de tareas específicas por parte del alumno. El alumno debe ejercer un esfuerzo motor mientras practica activamente la tarea. El aprendizaje dependiente del uso también requiere un grado de participación cognitiva en la tarea, es decir, el alumno realiza cambios intencionales en sus movimientos para resolver el problema del movimiento y lograr el objetivo de la tarea. Junto con la especificidad de la tarea y el compromiso cognitivo, la intensidad aeróbica es otro parámetro que puede manipularse para optimizar el aprendizaje dependiente del uso.

Las mejoras duraderas en el comportamiento motor a partir de la práctica repetida son el resultado de la neuroplasticidad dependiente de la experiencia o de cambios estructurales y funcionales en todo el sistema nervioso central.² La práctica extensiva de tareas da como resultado comportamientos más automatizados y, por lo tanto, reduce la carga cognitiva requerida para completar la tarea.

Una desventaja del aprendizaje motor dependiente del uso es que lograr mejoras a largo plazo en el comportamiento motor puede requerir semanas o meses de práctica, y la generalización del entrenamiento al progreso en el mundo real puede ser mínima.

 

Aprendizaje Motor con instrucciones

El aprendizaje motor con instrucciones ocurre cuando el fisioterapeuta proporciona al usario retroalimentación externa sobre un error de movimiento o desempeño en relación con el objetivo de una tarea. Este conocimiento del desempeño impulsa el desarrollo de una estrategia de movimiento intencional para reducir errores por parte del usuario. Por ejemplo, para una persona que se desvía hacia la izquierda al caminar, un terapeuta podría decirle: “Da pasos más largos con la pierna izquierda” o “Da pasos más largos con el pie izquierdo”.

Con el aprendizaje motor con instrucciones, el usuario puede describir explícitamente la estrategia de movimiento para reducir errores y reproducirla en el futuro. Si el usuario puede producir voluntariamente el comportamiento motor deseado después del aprendizaje inicial, entonces se mantiene el aprendizaje motor instructivo o basado en estrategias.

Existe una fuerte relación entre la cognición y la capacidad de aprendizaje motor instructivo. Por lo tanto, las personas con déficits cognitivos pueden no responder tan bien a este mecanismo particular de aprendizaje motor como las personas cognitivamente capaces.

Nota: La práctica activa extensiva que impulsa el aprendizaje dependiente del uso (como se describe arriba) probablemente también sea necesaria para que el nuevo movimiento se vuelva automático o habitual. Además, el desarrollo completo de un nuevo hábito de movimiento puede requerir practicarlo en múltiples contextos que requieren que el usuario emplee y generalice la estrategia de movimiento aprendida.

 

Aprendizaje motor de refuerzo

El aprendizaje motor de refuerzo está impulsado por la retroalimentación basada en resultados o el conocimiento de los resultados.

La retroalimentación es binaria: el movimiento resulta en éxito o fracaso. En este caso, el usuario no recibe información del fisioterapeuta sobre cómo debe modificarse el movimiento para que tenga éxito. Esta retroalimentación no direccional y sin instrucciones impulsa al usuario a explorar diferentes movimientos y seleccionar acciones que tienen la mayor probabilidad de éxito mientras evita acciones con baja probabilidad de éxito.³ El aprendizaje por refuerzo puede conducir a mejoras sostenidas en el comportamiento motor incluso dentro de una sola sesión.

Por ejemplo, el terapeuta podría colocar intencionalmente a una persona que se desvía hacia la izquierda al caminar. El terapeuta puede orientar al usuario en un pasillo, con la pared cercana a la izquierda. El usuario intentará evitar con éxito chocar contra la pared sin que el terapeuta diga nada.

Se desconoce la participación exacta de los procesos cognitivos en el aprendizaje motor de refuerzo. En teoría, debido a la variabilidad del movimiento de un individuo durante la práctica, eventualmente ocurriría espontáneamente un movimiento exitoso. Y esto sesgaría la selección de movimientos futuros hacia el resultado exitoso o gratificante, incluso sin un esfuerzo consciente o cognitivo.

Las teorías más recientes sugieren que la exploración intencional de diferentes movimientos en busca de un comportamiento exitoso puede ser fundamental para el aprendizaje por refuerzo. Las investigaciones emergentes indican que el aprendizaje motor de refuerzo puede requerir más procesamiento cognitivo de lo propuesto originalmente.^{4, 5}

La retención es cuando el movimiento aprendido persiste más allá del período de práctica. Los protocolos de entrenamiento que requieren la práctica de una tarea novedosa con aprendizaje reforzado han encontrado una mejor retención que aquellos protocolos sin aprendizaje motor reforzado.^{6, 7}

Curiosamente, en comparación con la adaptación basada en sensoriomotores (comentada a continuación), las mejoras observadas con el aprendizaje por refuerzo tardan más en desarrollarse. No obstante, a pesar de la tasa de aprendizaje aparentemente más lenta, el aprendizaje motor de refuerzo se asocia con una retención más prolongada de los movimientos adquiridos.

 

Aprendizaje motor basado en la adaptación sensoriomotora

El aprendizaje motor basado en la adaptación sensoriomotora ocurre cuando la consecuencia sensorial real de un movimiento difiere de la consecuencia sensorial predicha del movimiento. En otras palabras, el individuo se encuentra con una demanda de tarea inesperada o un cambio en el entorno que requiere modificaciones en el programa motor ejecutado. Un ejemplo podría ser caminar con un dispositivo de marcha en una pendiente descendente gradual después de un período inicial de caminar en el nivel: la retroalimentación propioceptiva de la posición de contacto inferior del pie con el suelo es inesperada. Cuando se detectan estos errores, el comando del motor se actualiza automáticamente para adaptar el movimiento.

Los movimientos se ajustan repetición por repetición para reducir rápidamente los errores de predicción sensorial, lo que permite flexibilidad de movimiento en el contexto de muchas demandas de tareas diferentes. El aprendizaje motor basado en la adaptación sensoriomotora ocurre rápidamente, lo que resulta en un cambio en el comportamiento motor en cuestión de minutos. Actualmente se piensa que la adaptación sensoriomotora ocurre automáticamente, independientemente de las modificaciones intencionales de los movimientos. Entonces, la cognición puede no ser esencial para este mecanismo de aprendizaje motor. Sorprendentemente, la adaptación sensoriomotora todavía ocurre incluso cuando se hacen intentos intencionales para evitar que las personas corrijan sus propios errores de movimiento.⁸

La evidencia de estudios de investigación recientes sugiere que la adaptación sensoriomotora ocurre junto con el aprendizaje motor con instrucciones o basado en estrategias. Por ejemplo, un estudio reciente encontró que los usuarios, cuando se les instruye, pueden demostrar voluntariamente parte de un nuevo patrón de caminar aprendido inicialmente a través de la adaptación sensoriomotora.⁹

Sin embargo, se necesita más investigación para comprender cómo interactúan los mecanismos de aprendizaje motor tanto voluntarios como involuntarios para provocar un cambio general en el comportamiento al caminar u otras tareas motoras.

 

Implicaciones para la fisioterapia

La investigación ahora reconoce que existen distintos mecanismos de aprendizaje motor concurrentes que dan como resultado cambios sostenidos en el movimiento. Con una comprensión más completa del aprendizaje motor, los médicos pueden incorporar una mayor variedad de métodos para promover nuevas habilidades de movimiento.

Actualmente, las intervenciones de los fisioterapeutas se centran principalmente en el aprendizaje motor con instrucciones y dependiente del uso. En el futuro, los fisioterapeutas deben considerar el aprendizaje motor de refuerzo y el aprendizaje motor basado en la adaptación sensoriomotora como parte de nuestra caja de herramientas.

Las intervenciones se pueden diseñar cuidadosamente para aprovechar cualquiera o todos estos cuatro mecanismos de aprendizaje motor. La contribución relativa de cada uno de los cuatro mecanismos de aprendizaje motor se puede manipular incorporando sus impulsores únicos en la práctica del movimiento:

• La práctica repetida de tareas específicas impulsa el aprendizaje motor dependiente del uso.
• La retroalimentación del terapeuta sobre el desempeño motor impulsará el aprendizaje motor con instrucciones (es decir, explícito, basado en estrategias).
• Basado en resultados externos, el conocimiento de la retroalimentación de los resultados (éxito/fracaso) sin retroalimentación del terapeuta impulsará el aprendizaje motor de refuerzo.
• Las demandas de tareas inesperadas o un cambio en el entorno (es decir, perturbaciones) impulsarán el aprendizaje motor intrínseco basado en la adaptación sensoriomotora.

La participación activa en la tarea sigue siendo el requisito esencial para promover el aprendizaje motor dependiente del uso. Pero los autores también señalan que la comprensión fundamental de la optimización del aprendizaje motor se estableció principalmente a través de estudios de aprendizaje motor dependiente del uso y aprendizaje motor instructivo. Por lo tanto, actualmente se desconoce el grado en que estos mismos principios se traducen en aprendizaje motor de refuerzo o aprendizaje motor basado en la adaptación sensoriomotora. En consecuencia, se necesita investigación futura para probar la eficacia de estos diferentes mecanismos de aprendizaje para aprender una amplia gama de tareas motoras.

Lea el documento completo aquí: Updates in Motor Learning: Implications for Physical Therapist Practice and Education.

 

 

Bibliografía

1. Leech, K.A., Roemmich, R.T., Gordon, J., Reisman, D.S., Cherry-Allen, K.M., Updates in Motor Learning: Implications for Physical Therapist Practice and Education, Physical Therapy, 2021;, pzab250, Accepted Manuscript, published 25 October 2021. Free Full Text
2. Kleim JA, Jones TA. Principles of experience-dependent neural plasticity: implications for rehabilitation after brain damage. J Speech Lang Hear Res 2008 Feb;51(1):S225-239. Free Full Text
3. Lee D, Seo H, Jung MW. Neural basis of reinforcement learning and decision making. Annu Rev Neurosci. 2012;35:287-308. Free Full Text
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5. Holland P, Codol O, Galea JM. Contribution of explicit processes to reinforcement-based motor learning. J Neurophysiol. 2018 Jun 1;119(6):2241-2255. Free Full Text
6. Abe M, Schambra H, Wassermann EM, Luckenbaugh D, Schweighofer N, Cohen LG. Reward improves long-term retention of a motor memory through induction of offline memory gains. Curr Biol CB. 2011 Apr 12;21(7):557-562. Free Full Text
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9. French MA, Morton SM, Charalambous CC, Reisman DS. A locomotor learning paradigm using distorted visual feedback elicits strategic learning. J Neurophysiol. 2018 01;120(4):1923-1931. Free Full Text