Para realizar una secuencia de acciones, nuestros cerebros deben prepararlos y ponerlos en cola en el orden correcto. AYAakovlev / Shutterstock
Nuestro comportamiento está vinculado en gran medida a cómo controlamos, organizamos y realizamos los movimientos en el orden correcto. Tomemos la escritura, por ejemplo. Si no hiciéramos un trazo tras otro en una página, no podríamos escribir una palabra.
Sin embargo, las habilidades motoras (single o secuencias de acciones lo que a través de la práctica se vuelve sin esfuerzo) puede ser muy difícil de aprender y recuperar cuando las condiciones neurológicas interrumpen la planificación y el control de los movimientos secuenciales. Cuando una persona tiene un trastorno, como dispraxia o tartamudeo: ciertas habilidades no se pueden realizar de manera suave y coordinada.
Tradicionalmente los científicos han creído que en una secuencia de acciones, cada una está estrechamente asociada con la otra en el cerebro, y una desencadena la siguiente. Pero si esto es correcto, entonces, ¿cómo podemos explicar los errores en la secuencia? ¿Por qué malinterpretamos "forma" en lugar de "desde", por ejemplo?
Cosas investigadores argumentar que antes de comenzar una secuencia de acciones, el cerebro recuerda y planifica todos los elementos al mismo tiempo. Prepara un mapa en el que cada elemento tiene un sello de activación relativo a su orden en la secuencia. Estos compiten entre sí hasta que el elemento con la activación más fuerte gana. "Sale" para ejecución como "más preparado", por lo que escribimos "f" en la palabra "de" primero, por ejemplo, y luego se borra del mapa. Este proceso, llamado cola de espera competitiva, se repite por el resto de las acciones hasta que ejecutamos todos los elementos de la secuencia en el orden correcto.
Esta idea de que el cerebro usa activaciones simultáneas de acciones antes de que tenga lugar cualquier movimiento fue probado en un estudio 2002. Cuando los monos dibujaban formas (por ejemplo, haciendo tres trazos para un triángulo), los investigadores encontraron que antes del inicio del movimiento, existían patrones neuronales simultáneos para cada golpe. Qué tan fuerte fue la activación podría predecir la posición de esa acción en particular en ejecución.
Planificación y colas
Lo que no se sabe hasta ahora es si este sistema de activación se utiliza en el cerebro humano. Tampoco hemos sabido cómo se ponen en cola las acciones mientras las preparamos en función de su posición en la secuencia. sin embargo la investigación reciente Los neurocientíficos de la Universidad de Bangor y el University College de Londres han demostrado que también existe una planificación simultánea y una cola competitiva en el cerebro humano.
Para llevar a cabo secuencias de acciones, nuestros cerebros deben hacer cola cada uno antes de que lo hagamos. Liderina / Shutterstock
Para este estudio, los investigadores estaban interesados en ver cómo se prepara el cerebro para ejecutar secuencias de acción bien aprendidas, como escribir o tocar el piano. Los participantes recibieron capacitación durante dos días para emparejar formas abstractas con secuencias de cinco dedos en una tarea basada en computadora. Aprendieron las secuencias observando cómo un pequeño punto se mueve de un dedo a otro en una imagen de la mano que se muestra en la pantalla y presionando el dedo correspondiente en un dispositivo de respuesta. Estas secuencias eran combinaciones de dos órdenes de dedos con dos ritmos diferentes.
En el tercer día, los participantes tuvieron que producir, basándose en la forma abstracta presentada durante un tiempo en la pantalla, la secuencia correcta completamente de memoria mientras se registraba su actividad cerebral.
Al observar las señales cerebrales, el equipo pudo distinguir los patrones neuronales de los participantes al planificar y ejecutar los movimientos. Los investigadores encontraron que, milisegundos antes del inicio del movimiento, todas las pulsaciones de los dedos se colocaron en cola y se "apilaron" de forma ordenada. El patrón de activación de las pulsaciones con los dedos reflejó su posición en la secuencia que se realizó inmediatamente después. Este patrón competitivo de colas mostró que el cerebro preparó la secuencia al organizar las acciones individuales en el orden correcto.
Los investigadores también observaron si esta actividad preparatoria de colas se compartía a través de diferentes secuencias que tenían diferentes ritmos o diferentes órdenes de dedos, y encontraron que lo era. El mecanismo competitivo de colas actuó como una plantilla para guiar cada acción hacia una posición, y proporcionó la base para la producción precisa de nuevas secuencias. De esta manera, el cerebro se mantiene lo suficientemente flexible y eficiente como para estar listo para producir combinaciones de secuencias desconocidas al organizarlas utilizando esta plantilla preparatoria.
Curiosamente, la calidad del patrón preparatorio predijo la precisión del participante en la producción de una secuencia. En otras palabras, cuanto más separadas estaban las actividades o acciones antes de la ejecución de la secuencia, más probable era que el participante ejecutara la secuencia sin errores. La presencia de errores, por otra parte, significaba que la puesta en cola de los patrones en preparación para la acción estaba menos definida y tendía a mezclarse.
Al saber cómo nuestras acciones se planean previamente en el cerebro, los investigadores podrán descubrir los parámetros para ejecutar secuencias de movimiento suaves y precisas. Esto podría conducir a una mejor comprensión de las dificultades encontradas en los trastornos del aprendizaje y control de secuencias, como el tartamudeo y la dispraxia. También podría ayudar al desarrollo de nuevas técnicas de rehabilitación o tratamiento que optimicen la planificación del movimiento para que los pacientes logren un control más experto de las secuencias de acción.
Sobre el Autor
Myrto Mantziara, PhD Investigador, Universidad de Bangor
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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