teorias sobre el control motor

TEORÍAS SOBRE EL CONTROL MOTOR

TEORÍA REFLEJA

Charles Sherrington

“Motor Control”, Shumway-Cook A., Woollacott M. 2001

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Teoría Refleja

Formación del Reflejo– Receptor– Conductor– Efector

Combinación sucesiva o encadenamiento de reflejos

Estímulo

Respuesta(estímulo)

Respuesta(estímulo)


Conclusión

• Con un SN completamente sano, la reacción de sus diversas partes, los reflejos simples, se combina en acciones mayores, las cuales constituyen el comportamiento del individuo como un todo.

• La noción de Sherrington de una base refleja del movimiento permaneció indisputable por 50 años y actualmente continúa influyendo en el pensamiento sobre el control motor.

Limitaciones• El reflejo no puede ser considerado como la unidad básica del

comportamiento.

• No explica ni predice adecuadamente aquel movimiento que ocurre en ausencia de un estimulo sensorial.

• No comprende los movimientos rápidos (como para permitir el feddback sensorial del movto. anterior para producir el sgte.)

• El encadenamiento de reflejos no explica que un solo estímulo pueda resultar en varias respuestas que dependen de un contexto y de los comandos descendentes.

• La sucesión de reflejos no explica la capacidad de realizar movimientos novedosos, los cuales reúnen combinaciones únicas de estímulos y respuestas según los métodos aprendidos previamente.


Implicancias Clínicas

• Si los reflejos en cadena o compuestos son la base del movimiento funcional, las estrategias clínicas diseñadas para evaluar los reflejos deberían permitir que los terapeutas predigan la función.

• Los comportamientos del movimiento de un paciente serían interpretados según la presencia o ausencia de reflejos controladores.

• La recuperación del control motor para habilidades funcionales se enfocaría en aumentar o reducir el efecto de los diversos reflejos durante las labores motoras.


TEORÍA JERÁRQUICA

Teoría Jerárquica• Control Jerárquico: estructura organizacional de mayor a menor. • Cada nivel consecutivamente superior ejerce control sobre el nivel menor.• En una estricta jerarquía vertical, las líneas de control no se cruzan y los

niveles inferiores nunca ejercen el control.

Mayor

Menor


El Sistema Nervioso organizado como una Jerarquía.

• Hughlings Jackson: El cerebro tiene niveles de control.– SUPERIOR: Áreas de asociación superiores.

– MEDIO: Corteza motora.

– INFERIOR: Niveles espinales de función motora.

• Rudolf Magnus (1920): Explora la Función de diferentes reflejos dentro de distintas partes del SN.

– Descubrió que los Reflejos controlados por los niveles inferiores de la jerarquía neural sólo están presentes cuando se dañan los centros corticales.

– Reflejos: son parte de una jerarquía del control motor (centros superiores normalmente inhiben los centros inferiores de reflejo).

• Georg Schaltenbrand: Magnus/Explicó el Desarrollo de la movilidad humana. – Describió su desarrollo en función de la aparición y desaparición de una secuencia de reflejos.

– Patología cerebral podía producir una permanencia de las reacciones primitivas.


El Sistema Nervioso organizado como una Jerarquía.

• Stephan Weisz (1930): Informe de las reacciones reflejas: la base del equilibrio en los humanos.

– Ontogenia de los reflejos del equilibrio: maduración reflejos/capacidad sentarse, pararse y caminar

– Teoría refleja/jerárquica: Indica que el control motor surge de reflejos envueltos en los niveles de organización jerárquica del SNC.

• Arnold Gessel y Myrtle McGraw (1940): Teoría de la Neuromaduración del desarrollo.

– Desarrollo motor normal: creciente corticalización del SNC que produjo la aparición de niveles superiores de control sobre los reflejos de nivel inferior.

– Maduración del SNC es el agente primario para el cambio en el desarrollo.


Nuevo concepto de control Jerárquico

• Neurocientíficos modernos: confirman la importancia de los elementos de la organización jerárquica en el control motor.

• Modificando el concepto de un orden estricto, donde los centros superiores siempre están al mando.

• Ideas actuales: reconocen el hecho de que cada nivel puede actuar sobre los otros (superiores e inferiores) dependiendo de la actividad.

• Función de los reflejos en el movimiento, ya no son considerados el único determinante del control motor, sino que sólo uno de los variados procesos esenciales para la generación y el control del movimiento.


Limitaciones

• No puede explicar el predominio del comportamiento reflejo en adultos normales en ciertas situaciones.

Se debe ser prudente con la suposición de que todos los comportamientos de nivel inferior son primitivos, inmaduros e inadaptados, mientras que todos aquellos correspondientes

a niveles superiores (corticales) son maduros, oportunos y apropiados.

Pararse en un alfiler produce el retiro inmediato de la pierna.Reflejo que se encuentra dentro del nivel inferior de la jerarquía que domina la función motora, un ejemplo de control básico.


Implicancias Clínicas• Utilizar las anormalidades de la organización refleja para explicar trastornos

motores en pacientes neurológicos. (Berta Bobath).

• El objetivo del proceso es lograr una mayor función a través de la modificación de la acción refleja.

• Desarrollo de diversos tipos de tratamientos dirigidos a aumentar o reducir la eficacia de los reflejos como un paso importante para recuperar el control motor.

La modificación exitosa de la actividad refleja no siempre se manifiesta en un aumento de la capacidad funcional. Esto puede deberse al problema de centrar el tratamiento en las

reacciones en vez de preparar a los pacientes para el ejercicio.


TEORÍA DE LA PROGRAMACIÓN MOTORA

Introducción• Teorías más actuales sobre el control motor han expandido

entendimiento del SNC.

• Las teorías del reflejo han sido útiles en explicar ciertos patrones motores fijos, pero:

• Si apartamos la reacción del estímulo, nos queda el concepto de un patrón motor central.

REFLEJOS Retirar estímulo(impulso aferente)

Respuesta motora

Patrón Motor Central

Flexible(activarse)

- Estímulo sensorial- Procesos centrales


Apoyo Experimental (1)• Estudios (1960): Analizaron al Saltamontes

– Demostraron que la regularidad del movimiento de sus alas al volar dependía de un generador de patrón rítmico.

– Incluso cuando se cortaron los nervios sensoriales, el SN por sí mismo podía generar la reacción sin un impulso sensorial. (aleteo más lento).

• Es posible el movimiento en ausencia de una acción refleja.

• Estímulo sensorial, aunque no es esencial en movimientos impulsores, tiene una función importante en la acción modulada.


Apoyo Experimental (2)• Investigaciones: Analizaron la locomoción de gatos.

– Resultados mostraron que en el gato, la red espinal neural podía producir un ritmo locomotor sin estímulos sensoriales ni patrones descendentes del cerebro.

– Al cambiar la intensidad del estímulo a la médula espinal, el animal podía caminar, trotar o galopar.

• Nuevamente se demostró que los reflejos no producen la acción.

• Generadores de patrones centrales pueden generar por sí mismos movimientos tan complejos como el caminar, trotar y galopar.


Programa Motor

• Este término ha sido utilizado de diversas formas por distintos investigadores:– Identificar un generador de patrón central (GPC):

un circuito neural específico como el que produce el caminar del gato (conexiones neurales estereotipadas e inmodificables).

– Describir los programas motores de nivel superior que representan acciones en términos más abstractos.


Limitaciones• Un programa motor central no puede ser considerado como el único

determinante de la acción.

– La fuerza de gravedad actuará de una forma diferente sobre la extremidad en las dos condiciones y, así, modificará el movimiento.

– Además, si los músculos están fatigados, comandos similares darán resultados muy distintos.

El concepto de programa motor no considera el hecho de que el sistema nervioso debe tener en cuenta las variables musculoesqueléticas y

ambientales para lograr el control del movimiento.

Dos comandos idénticos para los flexores del codo producirán movimientos muy distintos dependiendo

de si el brazo está reposando a su costado o si lo está levantando.


Implicancias Clínicas• Las teorías de programación motora han permitido ir más allá de una explicación

refleja para los trastornos del control motor.

• Niveles superiores de control motor están afectados, la teoría de programas motores sugiere la importancia de ayudarlos a reaprender los patrones de acción correctos.

• Tratamiento: recuperar los movimientos importantes para una actividad funcional, no sólo en reeducar músculos específicos aisladamente.


TEORÍA DE SISTEMAS

Nicolai Bernstein• Científico ruso, incluso antes de que se desarrollara el concepto de

programa motor, veía al cuerpo y al sistema nervioso de una forma completamente nueva.

• Los neurofisiólogos anteriores se habían enfocado principalmente en los aspectos del control motor neural.

• Bernstein: no puede ser comprendido sin un entendimiento de las características del sistema que se está operando y de las fuerzas externas e internas que actúan en el cuerpo.


Bases de la Teoría de Sistemas• Descripción del Sistema Activado

– Cuerpo: un sistema mecánico

– con masa y sujeto a fuerzas externas (la gravedad)

– y a fuerzas internas, (fuerzas de inercia y aquéllas que dependen del movimiento)

• Transcurso de cualquier acción, las cantidades de fuerza que actúan en el cuerpo cambiarán a medida que varíe la energía potencial y cinética.

• Demostró:

– El mismo comando central podía ocasionar movimientos muy distintos debido a la interacción entre las fuerzas externas y las variaciones de las condiciones iniciales.

– Comandos distintos podrían originar el mismo movimiento.

• Sugirió:

– El control del movimiento integrado probablemente se distribuía a través de muchos sistemas interactivos que trabajan en cooperación para lograr el movimiento.

• Modelo distributivo del control motor.


Bases de la Teoría de Sistemas• Cuerpo, como un sistema mecánico: tenemos muchos grados de libertad que

necesitan ser controlados.

– Tenemos numerosas articulaciones, todas pueden doblarse y muchas también pueden rotarse. Esto complica increíblemente el control del movimiento.

• “La coordinación del movimiento es el proceso de dominar los grados de libertad redundantes del organismo en movimiento”

• Involucra transformar al cuerpo en un sistema controlable.

• Solución: los controles jerárquicos, existen para simplificar el dominio de los múltiples grados de libertad del cuerpo.

– Los niveles superiores del sistema nervioso activan los inferiores, los cuales activan las sinergias o grupos de músculos obligados a actuar juntos como una unidad.

• Sinergias: obligando a ciertos músculos a trabajar como una unidad.


Limitaciones

• Según la perspectiva actual, no se centra fuertemente en la interacción del organismo con el ambiente, como otras teorías sobre el control motor.

Es el enfoque más amplio, debido a que toma en consideración no sólo los aportes del sistema nervioso a la acción, sino que también las contribuciones de los sistemas

muscular y esquelético, así como las fuerzas de gravedad e inercia, predice el comportamiento real mucho mejor que las teorías anteriores.


Implicaciones Clínicas• Acentúa la importancia del entendimiento del cuerpo como un sistema

mecánico. • El movimiento no está determinado únicamente por la reacción del

sistema nervioso filtrada a través de un sistema mecánico, el cuerpo. – Cuando trabajamos con un paciente con una deficiencia en el sistema nervioso central,

el terapeuta debe ser cuidadoso al evaluar el aporte de las alteraciones al sistema musculoesquelético, así como del sistema neurológico, a la pérdida general del control motor.

La evaluación y el tratamiento deben enfocarse no sólo en las deficiencias de los sistemas particulares que contribuyen al control motor, sino que en aquéllas que interactúan en los múltiples sistemas.


TEORÍA DE LA ACCIÓN DINÁMICA

Teoría de la Acción Dinámica• Ha comenzado a mirar a la persona en movimiento desde una nueva perspectiva.

• Enfoque: proviene de un estudio más amplio de las dinámicas o sinergias dentro del mundo físico.

• Principio de autoorganización: fundamental para los sistemas dinámicos. – Cuando un sistema de partes individuales se une, sus elementos se comportan

colectivamente en forma ordenada.

• Aplicado al control motor: propone que el movimiento surge como resultado de elementos que interactúan, sin la necesidad de comandos específicos o de programas motores en el sistema nervioso.

• La acción dinámica o perspectiva sinergista trata de encontrar descripciones matemáticas de estos sistemas autoorganizados.

• Las características esenciales examinadas: propiedades no lineales del sistema.


Teoría de la Acción Dinámica• ¿Qué es el comportamiento no lineal?

– Situación en la cual, cuando uno de los parámetros se altera y alcanza un valor crítico, el sistema entra en un patrón de comportamiento completamente nuevo.

Velocidad

Estado del comportamiento Trotar

Caminar

CorrerUn modelo de acción dinámica predice los cambios discretos en el comportamiento resultante de los cambios en las dinámicas lineales de un sistema de movimiento. “Motor Control”, Shumway-Cook A., Woollacott M. 2001

Limitaciones• La suposición de que el sistema nervioso tiene un papel totalmente

insignificante y que la relación entre el sistema físico del animal y el ambiente donde opera determina principalmente el comportamiento del animal.

• Normalmente, el enfoque de la teoría de la acción dinámica está en el nivel de esta interrelación, no en el entendimiento de los aportes neurales al sistema.


Implicancias Clínicas• El movimiento es una propiedad emergente: surge de la interacción de

múltiples elementos que se auto-organizan basándose en ciertas propiedades dinámicas de los mismos elementos.

• Los cambios o las alteraciones en el comportamiento motor pueden ser explicados en función de los principios físicos en vez de interpretarlos necesariamente según las estructuras neurales.


TEORÍA DEL PROCESAMIENTO DE DISTRIBUCIÓN EN PARALELO

Teoría del Procesamiento de Distribución en Paralelo

• Describe la forma en que el SN procesa la información para actuar.

• Explicar como adquirimos nuevas habilidades: predice los procesos utilizados por el SN.

• Conocimiento actual en la neurofisiología, postula que el sistema nervioso opera:– procesos en serie: procesa la información a través de una vía única

– procesos en paralelo: interpreta la información a través de vías múltiples que la analizan simultáneamente en diferentes formas.



• Científicos: diseñar el procesamiento neural utilizando programas computacionales, desarrollados con sofisticados circuitos similares a las redes del cerebro.

• Los modelos consiste en elementos que están conectados por circuitos: sinapsis neurales

– cada elemento puede ser afectado por los otros de forma positiva o negativa.

– como una transmisión sináptica neural, cada uno puede ejercer magnitudes distintas de los efectos positivos o negativos sobre el siguiente.

• Se han elaborado dentro de redes en capas que contienen:

– Elementos entrantes (Neuronas sensoriales)

– Capas de procesamiento intermedio (Interneuronas)

– Elementos de respuesta (Neuronas motoras)



• Eficiencia del desempeño depende de dos factores:– Patrón de conexiones entre las capas

– Fuerza entre las conexiones individuales

• Propagación retrógrada: determina la respuesta más eficiente desde la capa de la “neurona motora”.

– Comienza con una serie aleatoria de estímulos al sistema.

– Luego calcula la diferencia entre la actividad deseada y la real para la unidad de respuesta.

– Diferencia: error, se utiliza para modificar las conexiones entre aquellos elementos que los han producido.

– El proceso se realiza una y otra vez, simulando la repetición de una actividad.

• El Sistema se autocorrige hasta resolver el problema de la respuesta.


Limitaciones

• Esta teoría no trata de ser una réplica exacta del sistema nervioso y, por lo tanto, muchas de sus funciones, como la propagación retrógrada, no imitan el procesamiento de la información durante el desempeño y el aprendizaje.


Implicancias Clínicas• La teoría del PDP es relativamente nueva, por lo cual sus aplicaciones

clínicas son bastante desconocidas.

• Podría utilizarse para predecir la forma en que las lesiones del sistema nervioso afectan las funciones.

• Podría predecir que una vez alcanzado un cierto nivel o umbral, la pérdida de elementos adicionales afectará la capacidad del sistema para funcionar.

• Podría utilizarse para proponer métodos de reentrenamiento de las alteraciones motoras.

• Sugiere que la recuperación podría ser mejor cuando se aplican las técnicas de rehabilitación a vías múltiples.


TEORÍAS ORIENTADAS A LAS ACTIVIDADES

Peter Greene• Biólogo teórico: lo necesario en el campo del control motor era una teoría

para las actividades.

• Se refería a los problemas fundamentales que el SNC debía resolver a fin de realizar las acciones motoras.

• Teoría de actividades: ayudaría a los neurocientíficos a encontrar comportamientos observables para la evaluación, relevantes a las acciones que el cerebro debe realizar.

• Entendimiento del control motor: más que comprender los circuitos, necesita una concepción de los problemas que el SNC debe resolver para llevar a cabo tareas motoras.


Gordon y Horak• Una adaptación de la teoría de la actividad de Greene

• Define actividad desde una perspectiva más funcional.

• Método orientado a la actividad: el objetivo del control motor es el dominio del movimiento para realizar una acción particular, no para efectuar movimientos por el sólo hecho de moverse.


Limitaciones• La falta de un acuerdo consistente acerca de cuáles son las actividades

fundamentales del SNC.

• Los teóricos no siempre concuerdan en cuanto a los elementos esenciales que se controlan en una acción.

– El control de la posición de la cabeza es el objetivo esencial del sistema postural.

– Lo fundamental es controlar el centro de la posición de la masa para alcanzar el equilibrio corporal.



• La recuperación del control debe enfocarse en actividades

esencialmente funcionales.

• Sugiere la importancia de comprender el papel de los

sistemas perceptivo, cognitivo y de acción en el cumplimiento

de estas tareas.


TEORÍA DEL MEDIO AMBIENTE

James Gibson• Psicólogo (1970) explorar la forma en que nuestros sistemas motores nos

permiten interactuar más efectivamente con el medio ambiente a fin de tener un comportamiento orientado al objetivo .

• Investigación, se centró en la forma en que detectamos la información del medio ambiente pertinente para nuestras acciones y en cómo la utilizamos para controlar nuestros movimientos.


Teoría del Medio Ambiente• Sugiere que el control motor evolucionó para que los animales pudieran enfrentarse a su

entorno.

• ¿Algo nuevo? Fue la primera vez que los investigadores comenzaron a centrarse en la forma en que las acciones están orientadas al ambiente.

• Las actividades necesitan información perceptiva específica para un desempeño dirigido al objetivo dentro de un ambiente determinado.

• Gibson: No era la sensación en sí misma lo importante para el animal, sino que la percepción.

• Percepción: se centra en detectar información del medio, que apoyará las acciones necesarias para alcanzar el objetivo.

• Ampliado nuestro entendimiento de la función del SN como un sistema sensorial-motor

– reacciona a las variables del entorno

– sistema que percibe la acción

– explora activamente el ambiente para satisfacer sus propios objetivos


Limitaciones

• Tiende a dar menos énfasis a la organización y función del sistema nervioso, el cual conduce a dicha interacción.

• Así, el énfasis de la investigación ha cambiado del sistema nervioso a la interfase organismo-medio ambiente.



• Descripción del individuo como un explorador activo del medio ambiente.

• Permite que el individuo desarrolle múltiples formas de realizar la actividad.

• La adaptabilidad es importante no sólo en la forma en que organizamos los movimientos, sino que también en cómo utilizamos nuestros sentidos.


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