Apuntes Control Motor Parcial 3 (1) PDF

TEMA 6: Aproximaciones Computacionales al Control del Movimiento Computaciones de la Activación Muscular El sistema nervioso central (SNC) envía señales a las motoneuronas alfa para generar movimientos. Estas señales también están influenciadas por reflejos provenientes de los propioceptores. Hip...

TEMA 6: Aproximaciones Computacionales al Control del Movimiento Computaciones de la Activación Muscular El sistema nervioso central (SNC) envía señales a las motoneuronas alfa para generar movimientos. Estas señales también están influenciadas por reflejos provenientes de los propioceptores. Hipótesis sobre las señales reflejas: 1. Ignorarlas por considerarlas insignificantes para programar movimientos. 2. Predecirlas y compensarlas con ajustes desde el SNC. Estrategias para medir reflejos: Umbral de excitación: Ajustar qué tan grande debe ser el error para que un reflejo se active. Ganancia: Controlar cuánto corrige el reflejo en función del error detectado. Se sabe que el umbral puede ajustarse durante movimientos voluntarios, pero no hay pruebas de que la ganancia pueda modificarse en movimientos rápidos. Hipótesis para el Control del Movimiento 1. Estrategia Dual: ○ Basada en el patrón trifásico (agonista-antagonista-agonista) observado en movimientos simples. ○ Propone que el SNC modula amplitud y duración de los pulsos a las motoneuronas alfa. ○ Limitación: Ineficaz para movimientos complejos o multiarticulares. 2. Modelo de Pulsos Corto-Largo: ○ Controla movimiento y fuerza con dos pulsos musculares: Corto: Alta intensidad para iniciar movimiento. Largo: Menor intensidad para precisión o mantenimiento de fuerza. ○ Limitación: Necesidad de mecanismos adicionales para tareas complejas. Computaciones de la Fuerza Muscular El SNC calcula la fuerza necesaria para un movimiento usando modelos internos que predicen cómo interactúa el cuerpo con el entorno. Modelos internos: Genérico: Predice resultados generales sin especificidad. Específico: Simula interacciones precisas del cuerpo. Hipótesis de control de fuerzas: Modelo directo: Ajusta movimientos en tiempo real usando feedback. Modelo inverso: Calcula comandos para lograr un efecto específico utilizando feedforward. Problemas de esta hipótesis en el control motor: Grados de libertad: Controlar cada músculo individualmente es complejo debido a redundancias. Programas motores preestablecidos: Explican patrones invariables (agonista-antagonista-agonista) incluso en movimientos bloqueados. Respuestas involuntarias: Ejecuciones como reflejos rápidos muestran que algunos movimientos están preprogramados. Programa Motor Restringido: ○ Controla movimientos rápidos con dos niveles: Ejecutivo: Selecciona el programa. Efector: Ejecuta el programa seleccionado. ○ Usa feedback para ajustes antes, durante o después del movimiento. Problema: movimientos novedosos. Programa Motor Generalizado (PMG): ○ Propone un sistema flexible con invariantes (orden, tiempo) y parámetros ajustables (duración, fuerza, músculos). ○ Facilita la adaptación del movimiento a nuevas situaciones. TEMA 7: Aproximaciones Físicas al Control del Movimiento Hipótesis de Sistemas Dinámicos Considera al cuerpo un sistema que responde a leyes físicas, adaptándose al entorno y condiciones iniciales: Estado inicial: Habilidades individuales. Entorno: Obstáculos o terreno. Objetivo: Levantar peso, caminar, etc. Características principales: 1. Autoorganización: Los músculos trabajan en conjunto sin órdenes específicas para adaptarse mejor a cada tarea.  2. Sinergias: Los músculos se coordinan automáticamente para facilitar estabilidad y flexibilidad. 3. No linealidad: Cambios pequeños en ciertos parámetros pueden generar efectos grandes e inesperados. Evidencia de los Sistemas Dinámicos 1. Langfeld: La sincronización natural entre movimientos dificulta tareas independientes de los miembros. 2. Mohler: La transición entre caminar y correr minimiza la variabilidad del movimiento, influida por el entorno. 3. Haken, Kelso y Bunz: Cambios de patrones en tareas bimanuales surgen automáticamente para mantener estabilidad. Crítica: Se enfoca más en principios físicos que en el rol del SNC, siendo más útil para ingenieros biomédicos que para especialistas en movimiento humano. Artículo optativo sobre entrenamiento propioceptivo El artículo "Overcoming the Myth of Proprioceptive Training" analiza la relación entre la propiocepción, el equilibrio y la adaptación del sistema nervioso central (SNC), cuestionando la creencia de que la propiocepción puede mejorarse directamente con entrenamiento físico. Puntos principales: 1. Definición de conceptos: ○ Propiocepción: Es la capacidad del cuerpo para percibir su posición y movimiento. ○ Equilibrio: Es el control del cuerpo para mantener la estabilidad frente a perturbaciones internas o externas. Aunque están relacionados, no son lo mismo. 2. Origen del entrenamiento propioceptivo: ○ Surgió como técnica de rehabilitación para recuperar funciones tras una lesión, usando superficies inestables para desafiar el SNC. ○ En el ámbito general, se malinterpretó como una forma de mejorar el equilibrio en cualquier situación, algo que el artículo refuta. 3. Viabilidad del entrenamiento propioceptivo: ○ No hay suficiente evidencia científica que respalde que la propiocepción pueda entrenarse directamente. ○ Cualquier mejora posible estaría ligada a la modulación de los propioceptores (como los husos musculares), pero no se ha demostrado una relación clara entre esta modulación y mejores habilidades propioceptivas. 4. Adaptación del SNC:  ○El entrenamiento del equilibrio debería enfocarse en la capacidad del SNC para adaptarse y desarrollar patrones motores protectores. ○ Hay dos sistemas clave de control motor: el de circuito cerrado (movimientos lentos y controlados) y el de circuito abierto (movimientos rápidos donde la retroalimentación no es inmediata). 5. Programas de entrenamiento efectivos: ○ Deberían combinar dos enfoques: el uso de memoria motora (teoría del programa motor) y la interacción con el entorno (teoría del patrón dinámico). ○ Es fundamental variar las tareas y los entornos para estimular la adaptación del SNC. 6. Entrenamiento de doble tarea: ○ Entrenar la capacidad del SNC para realizar dos tareas al mismo tiempo (por ejemplo, equilibrio y tareas cognitivas) ayuda a preparar al cuerpo para situaciones reales donde ocurren múltiples demandas. ○ Cambiar intencionalmente el foco de atención entre tareas es clave para mejorar el rendimiento. Conclusión: El artículo desmiente la idea de que la propiocepción puede entrenarse directamente y destaca que el enfoque debe estar en la adaptación del SNC. Los programas de entrenamiento efectivos deberían incluir tareas variadas, entornos dinámicos y ejercicios de doble tarea para mejorar habilidades motoras y prevenir lesiones en la vida real. Práctica Ley de Fitts (Movimientos Continuos) Describe cómo la dificultad de una tarea (ID) afecta el tiempo de movimiento (MT). Ejemplo: Tarea de Fitts 1. Trazar con un lápiz entre dos objetivos de derecha a izquierda durante 20 segundos. 2. Variar la distancia entre los objetivos (D) y el ancho de los mismos (W). 3. Resultados: Cuando los objetivos están más lejos y son más estrechos, el tiempo aumenta y la precisión disminuye. Fórmula de Fitts: Donde: ID es el índice de dificultad. MT (tiempo de movimiento) aumenta con el ID. Ley de Schmidt (Movimientos Discretos)  Explica la relación entre velocidad y precisión en movimientos rápidos hacia un objetivo. Ejemplo: Tarea de Schmidt 1. Desplazar una aguja hacia un objetivo siguiendo una línea. 2. Variar la distancia (D) al objetivo y el tiempo permitido (T). Variables: Independientes: Distancia (D) y tiempo de movimiento (T). Dependientes: Error en el tamaño del objetivo (We), medido como la desviación estándar. Fórmula de Schmidt: Mayor D/T (velocidad): Más errores (menor precisión). Índice de Dificultad: D/T Mayor índice: Tareas más rápidas y difíciles. Cálculos Relacionados 1. Tiempo de respuesta mínimo (ID = 0): ○ Solo considera el tiempo de reacción. Ejemplo: 370,98 ms. 2. Incremento por unidad de dificultad (pendiente): ○ Cada aumento en ID incrementa el tiempo en 131,42 ms. 3. Tiempo de reacción para ID = 3: TR = (131,42 x 3 + 370,98) Intersección: Es el valor inicial del eje Y cuando X (ID) es 0. Tema 8: Resumen de las Teorías del Aprendizaje Motor El aprendizaje motor se centra en las etapas del desarrollo de habilidades motoras y las teorías que explican cómo el sistema neuromuscular controla los grados de libertad para realizar tareas. A continuación, se presentan las principales etapas y teorías relacionadas: 1. Etapas del Aprendizaje Motor Propuesta de Fitts y Posner (1967) Esta teoría describe tres etapas secuenciales del aprendizaje motor (las cuales no se excluyen mutuamente es decir puedo estar en un 90% en la primera etapa y un 10% en la segunda): 1. Etapa Cognitiva: ○ Enfocada en comprender la tarea y las acciones necesarias para lograr el objetivo. Son los “símbolos” que grabo en mi cabeza respecto al patrón motor. ○ Caracterizada por alta variabilidad y numerosos errores en la ejecución. ○ Las ganancias en esta etapa son muy pronunciadas porque se empieza de cero. ○ El entrenador debe estar presente y proporcionar información. ○ “En esta etapa también se observan muchos errores y la ejecución tiende a ser muy variable, posiblemente porque el ejecutante está explorando diferentes estrategias para resolver la tarea motora.” 2. Etapa Asociativa: ○ Los “símbolos” se asocian y coordinan mediante sinergías musculares. ○ El rendimiento mejora más lentamente, la ejecución es más consistente. ○ Se enfoca en perfeccionar la técnica con un foco de atención interno. 3. Etapa Autónoma: ○ El movimiento se vuelve automático, permitiendo realizarlo junto con otras tareas. ○ El control es cada vez más inconsciente, liberando recursos de atención. ○ Se utiliza un foco de atención externo. ○ “Tras periodos extensivos de práctica, el movimiento transita hacia un control cada vez más automático, lo que permite su ejecución simultánea con otras tareas sin interferencia.” ○ Memoria de trabajo: Se demanda cada vez menos a más experiencia tengo ejecutando el movimiento. Propuesta de Nikolai Bernstein Esta teoría describe tres etapas basadas en el control de los grados de libertad: 1. Congelación de los grados de libertad: ○ Restricción del número de músculos y articulaciones involucrados para reducir errores. ○ “Cuantos más elementos independientes estén involucrados, más demandante será el control requerido por el sistema nervioso.” 2. Liberación y reorganización de los grados de libertad: ○ Se eliminan restricciones, involucrando más músculos y articulaciones. ○ Los grados de libertad se reorganizan en sinergias funcionales para una acción coordinada. ○ “Los grados de libertad independientes pueden ensamblarse en unidades funcionales para cumplir una función común.” 3. Explotación de las propiedades mecánicas e inerciales de los miembros: ○ El control del movimiento se adapta para aprovechar propiedades mecánicas e inerciales, logrando mayor rapidez y eficiencia.  ○ “El control del movimiento puede aprovechar propiedades fuerza-longitud muscular e inerciales, como usar músculos cuya acción va a favor de la gravedad.” 2. Teorías sobre el Aprendizaje Motor Teoría del Circuito Cerrado (Adams) Enfatiza el feedback sensorial para el control del movimiento. Propone dos estados de memoria: ○ Trazo de Memoria: Programa motor que inicia el movimiento y dirige el miembro hacia el objetivo. ○ Trazo Perceptual: Representación sensorial del movimiento ideal, utilizada para comparar y corregir la ejecución actual (domesticación muscular). Repetir el movimiento correcto refuerza el trazo perceptual ideal. Limitaciones: ○ No considera mecanismos de control de circuito abierto. ○ No explica el aprendizaje en ausencia de feedback sensorial (gato desaferenciado). ○ “Atribuye gran importancia al feedback (circuito cerrado) en el control del movimiento y omite la influencia de los circuitos abiertos de control motor.” Teoría del Esquema (Schmidt) Los problemas de la teoría de Adams se resolvieron con la teoría del esquema de Schmidt. Éste sólo mantuvo de Adams el conocimiento del resultado y el estado de memoria. Basada en la idea de un "programa motor generalizado" con invariantes del movimiento y parámetros ajustables. Propone dos estados de memoria: ○ Memoria de Recuerdo: Responsable de iniciar y controlar el movimiento. ○ Memoria de Reconocimiento: Responsable de evaluar el resultado utilizando información sensorial. El "esquema motor" es una representación abstracta de reglas que permiten ejecutar una habilidad motora. Promueve la variabilidad en la práctica para fortalecer el esquema motor. Limitaciones: ○ No explica el efecto de altas tasas de feedback. ○ No especifica cómo organizar la práctica variable para maximizar el aprendizaje (no tiene en cuenta la interferencia contextual y no proporciona importancia a las operaciones cognitivas (práctica mental) en el aprendizaje motor). ○ “Un esquema motor podría definirse como una representación abstracta en la memoria de reglas cuya aplicación permite ejecutar con destreza una habilidad motora.” El Esquema de Recuerdo (Schmidt) Explica cómo el sistema neuromuscular aprende a controlar los grados de libertad para realizar movimientos de manera eficiente. El esquema de recuerdo se relaciona específicamente con la producción del movimiento y se almacena en la memoria para su uso en futuras ejecuciones. Esquema de recuerdo ¿Cómo funciona? Cada vez que se realiza un movimiento, la memoria a corto plazo registra cuatro tipos de información clave: 1. Condiciones iniciales: ○ Incluyen las características del entorno (como la posición del cuerpo o el peso del objeto a mover) y del organismo (estado físico del ejecutante). 2. Parámetros del programa motor generalizado: ○ Son las instrucciones específicas utilizadas para ejecutar el movimiento, como la fuerza o la velocidad. ○ Ejemplo: La cantidad de fuerza aplicada al lanzar la pelota. 3. Resultados del movimiento: ○ Representan el efecto real del movimiento en el entorno. ○ Ejemplo: La distancia que recorrió la pelota tras el lanzamiento. 4. Consecuencias sensoriales: ○ Son las sensaciones percibidas durante y después del movimiento, como la tensión muscular o el sonido del impacto. ○ Ejemplo: La sensación en la mano tras soltar la pelota. Esquema de reconocimiento: Con la práctica, estas relaciones se vuelven más consistentes, lo que permite al ejecutante predecir con mayor precisión cómo los diferentes parámetros afectarán el resultado del movimiento. Ejemplo: Tras varios intentos de lanzar una pelota a distintas distancias, un jugador aprende a ajustar la fuerza y el ángulo para alcanzar su objetivo con mayor precisión. Teoría OPTIMAL (Wulf & Lewthwaite) Destaca la importancia de la motivación y la atención en el aprendizaje motor. Objetivo: ser cada vez más autónomo. Tres pilares principales: 1. Motivación: Las expectativas de éxito y la autonomía potencian el aprendizaje. Eso aleja los pensamientos negativos que pueden perjudicar el rendimiento. - Rendir bien ante situaciones desafiantes incrementa la dopamina y favorece el rendimiento cognitivo y motor.  - Rendir mal en situaciones desafiantes o rendir bien en situaciones fáciles no incrementa tanto la dopamina, por lo tanto no favorece el rendimiento. 2. Foco de Atención Externo: Concentrarse en los objetivos de la tarea, no en el movimiento, facilita la automatización y eficiencia. “El uso de un foco de atención externo incrementa la automatización del movimiento, mejorando tanto el rendimiento como el aprendizaje motor.” 3. Variables de Práctica: Diseñar actividades que promuevan autonomía, foco externo y expectativas de éxito. ESTUDIOS Southard & Higgins: Este estudio observó que en las etapas iniciales del aprendizaje del golpeo con raqueta, los ejecutantes tienden a "congelar" los grados de libertad de la muñeca y el codo, realizando el movimiento principalmente desde la articulación del hombro. Este ejemplo se utiliza para explicar la Etapa 1 de la propuesta de Nikolai Bernstein sobre las etapas del aprendizaje motor, llamada Congelación de los grados de libertad. clase con el profe nuevo antes de vacas estrategias para optimizar el aprendizaje y el movimiento foco externo suele ser mejor q el interno, pero depende del tipo de tarea y la experiencia aprendizaje observacional: - se captan los elementos de una accion viendo fotos, videos, etc. - Se obtiene info espacial y de timing y estrategias de mov. - observar errores es util - los atletas inexpertos deben saber que observar en una buena ejecución Práctica mental: visualizar la ejecución del mov sin hacerlo (ausencia de práctica física). Mejora la motivación, es efectiva cuando no es posible la practica fisica. Mejora los elementos cognitivos de la tarea y puede activar patrones motores (sin ejecutarlos) Distribución de la práctica: (cómo la duración y frecuencia de los descansos ayuda al aprendizaje - Practica Masiva (descansos muy cortos) - Practica Distribuida (descansos mas largos) ver diapositiva despues Variabilidad de práctica: mejora la transferencia a nuevas tareas comparado a prácticas constantes. edad es importante en niños porque es un periodo muy receptivo, y si eligen una mala técnica se pueden encasillar en eso y despues será un problema. Importante el componente lúdico para variar la práctica distribucion aleatoria es mejor porque no sigue un patrón, y permite adaptarnos mejor a las situaciones facilitando el aprendizaje, aunque en bloque conviene para interiorizar la técnica al principio. Ver diapositivas Guía (las ayudas de artistica). - Minimiza errores y facilita la tarea - La guia se quita progresivamente cuando el nivel técnico lo permita. Feedback aumentado: - tipos: inherente: el propio, info sensorial durante la acción aumentado: info adicional de otra persona u herramienta que complementa el inherente. conocimiento de resultados: info sobre el resultado (alcanzaste el objetivo) conocimiento de rendimiento: detalles sobre el patrón de mov (tu postura fue incorrecta) Frecuencia de feedback: ir reduciéndolo con la práctica ver diap