Aprendizaje Motor: Etapas FITTS, Mecanismos Neurales y Plasticidad Sináptica

Etapas de FITTS

Rendimiento Motor y Aprendizaje Motor

Rendimiento motor (fase aguda): cambio transitorio y observable, vulnerable a la fatiga central y periférica. Sustrato: corteza prefrontal.

Aprendizaje motor real consolidado: modificación interna permanente en la capacidad de coordinar y ejecutar acciones motoras efectivas. Sustrato: M1, ganglios basales y cerebelo, con sinaptogénesis estable.

Interdependencia entre Sistemas

Fallo motor: la corteza prefrontal cambia el plan cognitivo; el SPE actúa como señal desambiguadora.

• SPE 0: ocurrió lo predicho (mala estrategia prefrontal).
• SPE alto: no ocurrió lo predicho (el cerebelo recalibra).

El SPE ayuda al sistema a decidir qué mecanismo intervenir ante un error, en lugar de cambiar todo.

CM: naturaleza y control del movimiento. AM: adquisición y modificación del movimiento.

Etapas de la memoria motora: 1. codificación; 2. consolidación (repetición, engrama neuronal); 3. almacenamiento (hipocampo, lóbulo parietal); 4. recuperación.

Recorrido Subcortical del Aprendizaje Motor

1. M1 (área 4): codifica fuerza, dirección y sinergias musculares; origina el tracto corticoespinal.
2. PMC lateral y SMA medial: guiado visual externo; programación motora interna y secuencias bimanuales aprendidas.
3. Ganglios basales (estriado y globo pálido): seleccionan el programa motor óptimo mediante refuerzo dopaminérgico y supresión de patrones parásitos.
4. Cerebelo: calcula el error en tiempo real; coordinación y calibración fina.
5. Tálamo motor (núcleos VA-VL): estación de relevo; devuelve comandos modulados a la corteza motora para la ejecución final.

Plasticidad Sináptica en la Neurona Piramidal

Células de Betz: el movimiento repetido activa las neuronas de Betz, lo que produce remodelación de espinas dendríticas y sinaptogénesis duradera.

Eje glutamatérgico:

1. El botón presináptico libera glutamato.
2. El glutamato actúa sobre los receptores AMPA y NMDA.
3. El receptor NMDA permite la entrada de Ca²⁺.
4. El Ca²⁺ activa la CaMKII, favoreciendo cambios duraderos en la sinapsis.

• LTP y sinaptogénesis: la LTP fortalece y potencia la memoria a largo plazo; la sinaptogénesis es la formación de nuevas conexiones sinápticas.
• LTD y poda: la LTD debilita las conexiones que no se desean mantener; la poda elimina conexiones innecesarias, como co-contracciones, sinergias redundantes y mecánicamente ineficientes.
• BDNF: favorece el aprendizaje, la consolidación y la supervivencia neuronal, así como la sinapsis entre neuronas.
• GABA y dopamina: el GABA afina y refuerza la activación motora específica, evitando el desbordamiento; la dopamina actúa como señal de recompensa.

Mecanismos del Aprendizaje Motor

1. Instructivo explícito (corteza prefrontal y cíngulo anterior)

El individuo controla conscientemente el movimiento, siguiendo instrucciones.

• KP (conocimiento del rendimiento): información instructiva sobre cómo realizar el movimiento.
• Cinética temporal: adquisición rápida intrasesión, lábil frente a la fatiga o las distracciones.
• Prueba de retención: comprueba si hubo aprendizaje real; reevaluar sin dar instrucciones verbales.

2. Refuerzo (ganglios basales y dopamina)

Optimización basada en la recompensa: el movimiento produce un resultado exitoso y el sistema aprende que esas acciones son efectivas.

• RPE: recompensa obtenida frente a recompensa esperada.
• Secuencia: movimiento → resultado exitoso → liberación de dopamina → actúa en el estriado dorsal → refuerzo de las sinapsis corticoestriatales.
• KR (conocimiento del resultado): qué resultado se obtuvo; feedback binario, sin detalles.
• Variabilidad motora exploratoria: búsqueda activa de soluciones biomecánicas viables mediante variación.
• Retención a largo plazo: aprendizaje por refuerzo, lento.

3. Uso-dependiente (M1 y médula espinal)

La repetición sola no basta: deben existir variaciones o perturbaciones en el movimiento; sin ellas no se activa M1 y no hay aprendizaje duradero.

• Práctica repetida activa: reorganización de los mapas de M1.
• Modulación espinal: cambios en M1 y en el circuito medular.

4. Adaptación sensoriomotora (cerebelo y error SPE): calibración implícita

Flujo: M1 emite una copia eferente → el cerebelo predice la sensación esperada → compara con la sensación real → detecta el SPE → recalibra automáticamente en el ensayo N+1.

• Error sensorial (SPE): recalibración, ya que la sensación predicha fue distinta de la real (oliva inferior → fibras trepadoras → células de Purkinje → cerebelo).
• Post-efecto: demuestra que hubo adaptación, pues el sistema se recalibró ante un error inverso al retirar la perturbación.
• 100 % implícito: adaptación automática, latencias rápidas (≈130 ms); opera aunque no se pida conscientemente corregir.

Preguntas de Repaso

1. ¿Qué estudia el AM? Adquisición y modificación del movimiento.

2. ¿Cuál es una característica del AM? Produce cambios relativamente permanentes en el comportamiento.

3. El AM implica una interacción entre: individuo, tarea y ambiente.

4. ¿Qué diferencia existe entre el rendimiento motor y el AM? El rendimiento motor implica cambios transitorios y temporales.

5. El aprendizaje implícito se caracteriza por: ser reflexivo y automático.

6. La habituación, como parte del aprendizaje implícito, se define como: la disminución de la respuesta ante un estímulo repetido no doloroso.

7. ¿Qué tipo de aprendizaje implica establecer relaciones predictivas entre un estímulo y una respuesta? Aprendizaje asociativo.

8. El aprendizaje explícito se caracteriza por: la adquisición de conocimiento que puede recordarse conscientemente.

9. ¿Cuál de los siguientes procesos NO está implicado en el aprendizaje explícito? Sensibilidad (codificación, consolidación, almacenamiento, recuperación).

10. La fase de consolidación en el aprendizaje explícito depende de: la motivación y la atención.

11. ¿Qué área cerebral se encarga de la planificación motora? Corteza motora.

12. ¿Cuál NO es una característica del AM? Es medido directamente.

13. El aprendizaje asociativo incluye: condicionamiento clásico y operante.

14. ¿Qué componente NO es necesario en el aprendizaje implícito? Consciencia plena.

15. ¿Qué término describe un cambio en el comportamiento motor al adaptarse a situaciones significativas? Aprendizaje asociativo.