Interfering the Retrieval of Human Visuomotor Memories

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Por Pablo Celnik, Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Johns Hopkins University

 

Una de las principales características que definen el mundo animal es la capacidad de movimiento. Los seres humanos tenemos una gran fascinación con el movimiento. Solo basta apreciar el nivel de admiración con que observamos a deportistas realizar movimientos milimétricos a alta velocidad y detenerse a pensar que son uno de los grupos mejor remunerados de la sociedad.  Es por eso que entender como los animales -y los humanos en particular- generan, controlan y aprenden a moverse es una de las áreas mas fascinantes de las neurociencias.

En los últimos años distintos estudios apuntan a que el aprendizaje motor involucra distintos mecanismos con distintos substratos neuronales. Mientras algunos mecanismos son fundamentales para corregir errores entre el movimiento planeado y el ejecutado (errores de predicción), otros mecanismos involucran la recompensa de movimientos correctos, y otros están asociados a el empleo de estrategias cognitivas. Una característica interesante del aprendizaje motor es que es más rápido con la práctica. Es decir, el aprendizaje de una misma tarea durante una segunda sesión es más rápido que durante la primera sesión. Este fenómeno conocido como savings ha despertado gran interés en el campo del control motor. Sin embargo, la presencia de savings no se observa bajo todos los protocolos experimentales, ni tampoco se conoce su sustrato neural. El grupo de la Dra. Valeria Della-Maggiore, del Laboratorio de Fisiología de la Acción, de la Facultad de Medicina de la UBA, publicó recientemente un trabajo que aclara estas dos incógnitas a través de una serie de experimentos ingeniosamente diseñados (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24363266).

Villalta y colaboradores utilizaron un paradigma de adaptación motora para investigar la presencia de savings y sus sustratos neuronales. En dos experimentos diferentes, dos grupos de voluntarios sanos fueron expuestos a realizar movimientos de alcance utilizando un joystick mientras la retroalimentación visual sobre la posición de la mano estaba alterada. En este paradigma se instruye al sujeto que utilice el joystick para mover un cursor proyectado en una computadora desde una posición central a distintos blancos visuales, mientras se bloquea la visión de su mano. Luego de un periodo basal, sin que el participante lo sepa, se introduce repentinamente una desviación de 40 grados (perturbación) en la relación entre el cursor y el joystick. De esta manera el sujeto en un primer momento comete errores de aproximadamente 40 grados. Sin embargo, a medida que progresa el entrenamiento, las personas sanas pueden adaptarse a la perturbación en la relación joystick-cursor, reduciendo el error a niveles basales. El nivel de aprendizaje motor alcanzado durante la adaptación se refleja en la aparición de errores en el sentido contrario a la perturbación, que aparecen al eliminarla (aftereffects). En los protocolos que se utilizan comúnmente para medir savings, es común eliminar estos aftereffects antes de la segunda sesión de aprendizaje por medio de la práctica en ausencia de la perturbación (o sea, en coordenadas nativas) hasta alcanzar valores basales. Esta manipulación asume que el entrenamiento en ausencia de la perturbación es inocuo y sólo resetea el sistema motor a sus coordenadas nativas. En el primer experimento de este estudio, Villalta y sus colegas demostraron que este supuesto no se sostiene. Específicamente encontraron que si se eliminan los aftereffects inmediatamente previo a una segunda sesión de práctica con la perturbación original el fenómeno de savings se cancela. Esto sin embargo no ocurre si la eliminación de los aftereffects y la segunda exposición a la perturbación se realizan con 24 horas de diferencia. En otras palabras, la práctica en coordenadas nativas genera una segunda memoria que estaría interfiriendo anterógradamente con la expresión de la memoria de la perturbación original. Estos resultados explicarían por qué, dependiendo del protocolo utilizado, no siempre se ratifica la presencia de savings. En el segundo experimento utilizaron estimulación magnética transcraneana sobre la corteza motora primaria contralateral para interferir con la consolidación de la segunda memoria. De esta manera demostraron que el fenómeno de savings depende, por lo menos en parte, de la corteza motora primaria y que se manifiesta si la consolidación de la segunda memoria es obstruida. Es decir, si se impide la presencia de interferencia anterógrada.

El artículo del grupo de Della-Maggiore tiene importante implicancias en el campo del control motor y sus mecanismos neurales. La demostración de que la práctica de distintas tareas motoras puede interferir con la expresión de savings puede contribuir a la formulación de mejores diseños para estudiar el aprendizaje motor.  Al mismo tiempo la identificación de la corteza motora primaria como una de las áreas fundamentales en la expresión del fenómeno de savings abre la oportunidad de testear si es posible facilitar este fenómeno con técnicas de estimulación cerebral no invasiva. Estas potenciales intervenciones podrían impactar tanto sobre la rehabilitación motora ante a una injuria del sistema motor, como también optimizar el régimen de entrenamiento de deportistas de elite y otros expertos del movimiento como las bailarinas.

 

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