Teorías y Modelos de Control y Aprendizaje Motor. Aplicaciones Clínicas en Neurorrehabilitación

ARTICLE IN PRESS+ModelNRL-325; No. of Pages 10Neurologa. 2014;xxx(xx):xxxxxx

NEUROLOGAwww.elsevier.es/neurologia

REVISIN

Teoras y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicacionesclnicas en neurorrehabilitacin

R. Cano-de-la-Cuerdaa,, A. Molero-Sncheza,b, M. Carratal-Tejadaa,I.M. Alguacil-Diegoa, F. Molina-Ruedaa, J.C. Miangolarra-Pagea,c y D. Torricelli d

a Laboratorio de Anlisis del Movimiento, Biomecnica, Ergonoma y Control Motor (LAMBECOM), Departamento de Fisioterapia,Terapia Ocupacional, Medicina Fsica y Rehabilitacin, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Rey Juan Carlos, Alcorcn,Madrid, Espanab Servicio de Rehabilitacin, Hospital Universitario Ramn y Cajal, Madrid, Espanac Servicio de Rehabilitacin, Hospital Universitario Fuenlabrada, Madrid, Espanad Consejo Superior de Investigaciones Cientficas, Centro de Automtica y Robtica, Grupo Bioingeniera, Arganda del Rey,Madrid, Espana

Recibido el 22 de septiembre de 2011; aceptado el 20 de diciembre de 2011

PALABRAS CLAVEAprendizaje motor;Control Motor;Modelos;Neurorrehabilitacin;Patologaneurolgica;Teoras

ResumenIntroduccin: En las ltimas dcadas ha existido un especial inters por las teoras que podranexplicar el gobierno del control motor y sus aplicaciones. Estas teoras suelen basarse en mode-los de funcin cerebral, reflejando criterios filosficamente diferentes sobre la forma en laque el movimiento es controlado por el cerebro, enfatizando cada una de ellas en los distintoscomponentes neurales del movimiento. Asimismo, en el contexto de las neurociencias, tomarelevancia el concepto de aprendizaje motor, considerado como el conjunto de procesos inter-nos asociados a la prctica, y la experiencia, que producen cambios relativamente permanentesen la capacidad de producir actividades motoras, a travs de una habilidad especfica. Por loque ambos, control y aprendizaje motor, se posicionan como campos de estudio fundamentalespara los profesionales sanitarios en el campo de la neurorrehabilitacin.Desarrollo: Se describen las principales teoras de control motor como la teora de la programa-cin motora, la teora de sistemas, la teora de la accin dinmica o la teora del procesamientode distribucin en paralelo, as como los factores que influyen en el aprendizaje motor y susaplicaciones en neurorrehabilitacin.Conclusiones: En la actualidad no existe un consenso sobre qu teora o modelo es definitorioen dar explicacin al gobierno del control motor. Las teoras sobre el aprendizaje motordeben ser la base para la rehabilitacin motora. Las nuevas lneas de investigacin debenCmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teoras y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicacionesclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016/j.nrl.2011.12.010

aplicar los conocimientos generados en los campos del control y aprendizaje motor enneurorrehabilitacin. 2011 Sociedad Espanola de Neurologa. Publicado por Elsevier Espaa, S.L.U. Todos los dere-chos reservados.

Autor para correspondencia.Correo electrnico: [email protected] (R. Cano-de-la-Cuerda).

0213-4853/$ see front matter 2011 Sociedad Espanola de Neurologa. Publicado por Elsevier Espaa, S.L.U. Todos los derechos reservados.doi:10.1016/j.nrl.2011.12.010

dx.doi.org/10.1016/j.nrl.2011.12.010dx.doi.org/10.1016/j.nrl.2011.12.010http://www.elsevier.es/neurologiamailto:[email protected]/10.1016/j.nrl.2011.12.010

ARTICLE IN PRESS+ModelNRL-325; No. of Pages 102 R. Cano-de-la-Cuerda et al

KEYWORDSModels;Motor control;Motor learning;Neurologicaldiseases;Neuro-rehabilitation;Theories

Theories and control models and motor learning: clinical applications inneuro-rehabilitation

AbstractIntroduction: In recent decades there has been a special interest in theories that could explainthe regulation of motor control, and their applications. These theories are often based onmodels of brain function, philosophically reflecting different criteria on how movement is con-trolled by the brain, each being emphasised in different neural components of the movement.The concept of motor learning, regarded as the set of internal processes associated with prac-tice and experience that produce relatively permanent changes in the ability to produce motoractivities through a specific skill, is also relevant in the context of neuroscience. Thus, bothmotor control and learning are seen as key fields of study for health professionals in the fieldof neuro-rehabilitation.Development: The major theories of motor control are described, which include, motor pro-gramming theory, systems theory, the theory of dynamic action, and the theory of paralleldistributed processing, as well as the factors that influence motor learning and its applicationsin neuro-rehabilitation.Conclusions: At present there is no consensus on which theory or model defines the regulationsto explain motor control. Theories of motor learning should be the basis for motor rehabilitation.The new research should apply the knowledge generated in the fields of control and motorlearning in neuro-rehabilitation.

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ntroduccin

l estudio de la causa y la naturaleza del movimiento resul-an esenciales para la prctica mdica. Recientemente haurgido un especial inters por las nuevas teoras del controlotor (CM) y su aplicacin. Sin embargo, la distancia entre

a teora y los procedimientos teraputicos empleados enas alteraciones del CM se ha visto incrementada debido aas nuevas investigaciones en el campo de las neurociencias,o existiendo una teora nica entre la comunidad cientficaobre el CM1.Los mtodos especficos habitualmente empleados en

eurorrehabilitacin vienen pues determinados por las supo-iciones fundamentales sobre la causa y la naturaleza delovimiento de forma que la teora se constituye en la baseerica de la prctica mdica2.La neurorrehabilitacin en trminos generales tendr

omo objeto el mantenimiento de las habilidades exis-entes, la readquisicin de habilidades perdidas y elprendizaje de nuevas destrezas. Existen diversos facto-es que, siendo significativos desde el punto de vista de laeurorrehabilitacin, influyen en los procesos de aprendi-aje motor, como las instrucciones verbales, caractersticas

variabilidad de la prctica, participacin activa y moti-acin del individuo, la transferencia positiva/negativa delprendizaje, el control postural, la memoria y el retroali-entacin. Todos ellos son de aplicacin clnica y son la basee las emergentes vas de investigacin, as como de otrasa bien instauradas, en el reentrenamiento de la funcinensitivo-motora del paciente neurolgico.El objetivo del presente trabajo es realizar un anlisis

rtico de las teoras y modelos de control motor y apren-Cmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016

izaje motor descritos, as como estudiar sus potencialesplicaciones clnicas en el campo de la neurorrehabilitacin,undamentalmente en la readquisicin del control postural

el equilibrio, la locomocin, el alcance, el agarre y la

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urologa. Published by Elsevier Espaa, S.L.U. All rights reser-

anipulacin. Por ltimo, se describen las posibilidades rea-es de las nuevas tecnologas de aplicacin en la patologaeurolgica.

esarrollo

eoras sobre el control motor

as diversas teoras sobre CM reflejan las concepcionesxistentes sobre la forma en la que el movimiento es con-rolado por el cerebro, enfatizando cada una de ellas en losistintos componentes neurales del movimiento1. Los mto-os especficos usados en neurorrehabilitacin vienen pueseterminados por las suposiciones fundamentales sobre laausa y la naturaleza del movimiento de forma que la teorae constituye en la base terica de la prctica mdica2, laual se encargar de verificar o no dichas teoras3. Las prin-ipales limitaciones e implicaciones clnicas de las teorasobre CM se muestran en la tabla 1.

eora reflejan 1906, el neurofisilogo Sir Charles Sherrington sent lasases de la teora refleja del CM4, en la que los reflejosran los componentes bsicos del comportamiento complejoara lograr un objetivo comn5. Describi este comporta-iento en funcin de reflejos compuestos y su combinacinucesiva o encadenamiento6-14. Un estmulo producira unaespuesta, la cual se transformara en el estmulo de laiguiente respuesta.

eora jerrquica y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicaciones/j.nrl.2011.12.010

sta teora sostiene que el sistema nervioso central (SNC)e organiza de forma jerrquica, en reas de asociacinuperiores, corteza motora y niveles espinales de funcinotora, y cada nivel superior ejerce control sobre el nivel

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Tabla 1 Limitaciones de las teoras sobre el control motor

Teoras de controlmotor

Limitaciones Implicaciones clnicas

Teora refleja La consideracin del reflejo como unidadbsica del comportamiento no explica losmovimientos espontneos ni los voluntarioscomo formas aceptables de conductaNo explica tampoco que un solo estmulopueda resultar en respuestas variadas quedependen de un contexto y de loscomandos descendentes o la capacidad derealizar movimientos nuevos

La recuperacin del CM se basa en aumentar oreducir el efecto de los diversos reflejos durantelas tareas motoras. El concepto Bobath se bas enparte en ella

Teora jerrquica No explica que un reflejo que se encuentradentro del nivel inferior de la jerarqua esel que domine la funcin motora (reflejo deretirada)

Basados en la teora jerrquica del CM se harealizado el anlisis de reflejos como parte de laevaluacin clnica de pacientes con deficienciasneurolgicas, utilizndose adems como mediopara calcular el nivel de maduracin neural ypredecir la capacidad funcional

Teora de laprogramacinmotora

El concepto de programa motor noconsidera que el SNC deba tener en cuentavariables musculoesquelticas yambientales para lograr el control delmovimiento. Comandos similaresproducirn movimientos distintos segnvaren estas variables

Pone de relieve la capacidad de reaprenderpatrones de accin correctos ante trastornos delos niveles superiores de CM. El objetivoteraputico deber enfocarse hacia larecuperacin de los movimientos claves para unaactividad funcional, ms que en la reeducacinaislada de los msculos y si los niveles superioresde programas motores no estn afectados, enencontrar efectores alternativos

Teora de sistemas No considera la interaccin del organismocon el ambiente

Sugiere que la evaluacin y tratamiento debenenfocarse no slo en las deficiencias de lossistemas particulares que contribuyen al CM, sinoen aquellas que interactan en los mltiplessistemas, como las del sistemamusculoesqueltico

Teora de la accindinmica

Supone que la relacin entre el sistemafsico del sujeto y el ambiente donde operadetermina principalmente sucomportamiento

Las alteraciones en el comportamiento motor amenudo pueden ser explicadas en funcin de losprincipios fsicos en vez de interpretarlosnecesariamente segn las estructuras neuralesas, la comprensin de las propiedades fsicas odinmicas del cuerpo humano permitira su uso enel tratamiento de los pacientes

Teora delprocesamientode distribucinen paralelo

Los modelos basados en esta teora noimitan el procesamiento de la informacindurante el desempeno y el aprendizaje

Clnicamente, se podra utilizar este modelo parapredecir la forma en que las lesiones del SNafectan a las funciones. Se ha indicado que en elcerebro los sistemas son altamente redundantes,capaces de operar con una prdida de ejecucinsimilar a la magnitud del dano, siendo esta unacaracterstica de ejecucin natural de los modelosde PDP

Teora orientada ala actividad

No informa sobre cules son las actividadesfundamentales del SNC y los elementosesenciales que se controlan en una accin

Senala que la recuperacin del CM debe enfocarsea actividades esencialmente funcionales

Teora ecolgica Enfatiza poco en la organizacin y funcindel sistema nervioso

Describe al individuo como un explorador activodel medio ambiente y es esta exploracin la quepermite al sujeto desarrollar mltiples formas derealizar la actividad

SNC: sistema nervioso central.Cmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016 y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicaciones/j.nrl.2011.12.010

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enor, en una estricta jerarqua vertical, en la que lasneas de control no se cruzan y donde los niveles inferio-es nunca ejercen dicho control3. En los anos 40, Gesell15

McGraw16 desarrollan la teora de la neuromaduracinel desarrollo. El desarrollo motor normal es atribuido a lareciente corticalizacin del SNC que produce la aparicine niveles superiores de control sobre los reflejos de nivelnferior, siendo la maduracin del SNC el agente primarioara el cambio en el desarrollo, minimizando la influen-ia de otros factores. La teora jerrquica ha evolucionado,econocindose que cada nivel puede actuar sobre los otrosependiendo de la actividad, considerndose los reflejoso como nico determinante del CM, sino solo uno de losiversos procesos esenciales para la generacin y controlel movimiento17.

eoras de la programacin motoraas teoras ms actuales acerca del CM se alejan de ladea de que sea un sistema fundamentalmente reactivo,abiendo comenzado a explorar la fisiologa de las accio-es en vez de la naturaleza de las reacciones. Se puedebtener una respuesta motora determinada tanto por unstmulo sensorial como por un proceso central en ausen-ia de un estmulo o impulso aferente, por lo que se deberaablar mejor de patrn motor central. Esta teora, apoyadarincipalmente en el anlisis de la locomocin en gatos18,ugiere que es posible el movimiento en ausencia de unaccin refleja, de tal manera que la red espinal neural podraroducir un ritmo locomotor sin estmulos sensoriales niatrones descendentes del cerebro, pudindose realizar elovimiento sin retroalimentacin3. Introduce el conceptoe generadores de patrones centrales (GPC), circuitos neu-ales espinales especficos capaces de generar por s mismosovimientos como el caminar y correr, y sobre los cuales

os estmulos sensoriales entrantes ejerceran un importanteapel modulador19-24.

eora de sistemassta teora explica cmo no se puede entender el controleural del movimiento sin entender las caractersticas deos sistemas que se mueven. Afirma que los movimien-os no son dirigidos ni central ni perifricamente, sino quemergen de la interaccin de muchos sistemas25. Se consi-era al cuerpo como un sistema mecnico sujeto a fuerzasxternas (gravedad) e internas19. Un mismo comando cen-ral puede ocasionar movimientos muy dispares debido a lanteraccin entre las fuerzas externas y las variaciones de lasondiciones iniciales o bien, el mismo movimiento podra serriginado por comandos distintos. La teora intenta explicarmo afectan las condiciones iniciales las caractersticas delovimiento26.Predice el comportamiento real mucho mejor que las teo-

as precedentes al considerar no solo los aportes del SN la accin, sino tambin las contribuciones de diferentesistemas as como las fuerzas de gravedad e inercia.

eora de la accin dinmicaCmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016

el estudio de las sinergias surge esta teora que observa la persona en movimiento desde una nueva perspectiva3.onsiderando el principio de autoorganizacin, afirma queuando un sistema de partes individuales se une, sus

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PRESSR. Cano-de-la-Cuerda et al

lementos se comportan colectivamente en forma orde-ada, no siendo necesario un centro superior que enve lasnstrucciones para lograr la accin coordinada27,28. Proponeue el movimiento surge como resultado de elementos quenteractan, sin la necesidad de programas motores. Estaccin dinmica trata de encontrar descripciones matem-icas de estos sistemas autoorganizados que seguiran unomportamiento no lineal, situacin en la cual, cuando unoe los parmetros se altera y alcanza un valor crtico, elistema entra en un patrn de comportamiento completa-ente nuevo. A travs de estas formulaciones matemticasera posible predecir las formas en que un sistema dadoctuar en diferentes situaciones. La perspectiva de laccin dinmica reduce la importancia de las nociones deomandos provenientes del SNC para controlar el movi-iento y busca explicaciones fsicas que tambin puedanontribuir a las caractersticas del movimiento.

eora del procesamiento de distribucin en paraleloa teora del procesamiento de distribucin en paraleloPDP) describe la forma en que el SN procesa la informacinara actuar. El SN operara tanto mediante procesos en serieprocesando la informacin a travs de una va nica), comon paralelo, interpretando la informacin por medio de vasltiples que la analizaran simultneamente en diferen-es formas. El supuesto fundamental es que el cerebro esn ordenador con clulas que interactan en diversas for-as y las redes neuronales son los sistemas computacionalessenciales del cerebro29,30. La estrategia ha sido desarrollarodelos matemticos simplificados de sistemas cerebrales

posteriormente estudiar estos para comprender la maneran que varios problemas de clculo pueden ser resueltos porales mecanismos29-31. Los modelos consisten en elementosue estn conectados por circuitos. Al igual que las sinapsiseurales, cada elemento puede ser afectado por los otrose forma positiva o negativa en distinta magnitud. Estoslementos se distribuiran en neuronas sensoriales, inter-euronas y motoras. La eficiencia del desempeno dependere la cantidad de conexiones de salida y la fortaleza de laonexin3.

eora orientada a la actividadreene32 indic la necesidad de una teora que explicasemo los circuitos neuronales operaban para lograr unaccin, lo que proporcionara la base para una imagen msoherente del sistema motor. El mtodo orientado a la acti-idad se apoya en el reconocimiento de que el objetivo delM es el dominio del movimiento para realizar una accinarticular, no para efectuar movimientos por el solo hechoe moverse. El control del movimiento se organizara alrede-or de comportamientos funcionales dirigidos a objetivos3.

eora ecolgican los anos sesenta, Gibson33 explora la forma en queuestros sistemas motores nos permiten interactuar msfectivamente con el medio ambiente a fin de tener unomportamiento orientado al objetivo. Su investigacin se y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicaciones/j.nrl.2011.12.010

entr en cmo detectamos la informacin del entorno per-inente para nuestras acciones y cmo la utilizamos paraontrolar nuestros movimientos34. El individuo explora acti-amente su entorno, el cual, a su vez, sostiene la actividad

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del individuo, de tal manera que las acciones estn orienta-das al ambiente.

Aprendizaje motor

El aprendizaje motor (AM) se define como el conjunto deprocesos internos asociados a la prctica y la experien-cia, que producen cambios relativamente permanentes enla capacidad de producir actividades motoras, a travs deuna habilidad especfica. Lo que aprendemos se retiene oalmacena en nuestro cerebro y constituye lo que denomina-mos memoria35,36, no considerndose como aprendizaje lasmodificaciones a corto plazo37-39.

La neurorrehabilitacin tendr como objeto el mante-nimiento de las habilidades existentes, la readquisicin dehabilidades perdidas y el aprendizaje de nuevas destre-zas. Se considera generalmente que una habilidad es unacaracterstica o rasgo relativamente estable, tpicamenteasociado a un componente gentico y que no puede alte-rarse fcilmente mediante la prctica o la experiencia40.Otra manera de entender el concepto de habilidad es dis-tinguindolo del de destreza. Al contrario que la primera,la destreza puede ser modificada mediante la prctica o laexperiencia, de hecho, y de igual modo, puede ser adquiridaa travs de estas41,42.

Muchos factores influyen en el AM, como la edad, laraza, la cultura o la predisposicin gentica. Cada per-sona posee sus destrezas como resultado del proceso de suaprendizaje43.

Teoras sobre el aprendizaje motorModelo de los tres estadios de Fitts y Posner37,38. Estos auto-res sugieren que existen tres etapas principales en el AM.

En la etapa cognitiva el paciente aprende una nuevadestreza o reaprende una antigua. El individuo necesitapracticar con frecuencia una tarea bajo supervisin y guaexterna, siendo importante el cometer errores y saber corre-girlos. En la etapa asociativa el paciente consigue dirigir elprograma dentro de restricciones ambientales especficas.Disminuir el nmero de errores en la actividad y lograrrealizar con menor esfuerzo la ejecucin de la tarea. Losindividuos comienzan a comprender como se interrelacionanlos diferentes componentes de la destreza. En la etapa aut-noma el paciente consigue moverse dentro de una variedadde ambientes, manteniendo el control en todo el programa.El verdadero sello del aprendizaje es la capacidad de retenerla destreza y generalizarla a diferentes contextos gracias a laautomatizacin, puesto que la prctica en la vida cotidianaes generalmente aleatoria38.

Modelo de sistema de tres fases de Berstein. Segn estateora, el nfasis est en controlar los grados de libertad, esdecir, el nmero independiente de movimientos necesariospara completar una accin, como un componente central delaprendizaje de una nueva destreza motora. Este modelo deaprendizaje plantea tres fases. En la fase inicial, el individuosimplifica el movimiento reduciendo los grados de liber-Cmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016

tad. En la fase avanzada el sujeto comienza a ganar ciertosgrados de libertad, permitiendo el movimiento en mayornmero de articulaciones incluidas en la tarea. Y, por ltimo,la fase experto es aquella en la que el individuo posee todos

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PRESSlnicas en neurorrehabilitacin 5

os grados de libertad necesarios para llevar a cabo la tarea,on la mayor efectividad y de manera coordinada.Modelo de dos fases de Gentile. La primera fase incluye

a comprensin del objetivo de la tarea, el desarrollo deas estrategias de movimiento apropiadas para conseguir elbjetivo, as como la interpretacin de las caractersticasel entorno crticas para la organizacin del movimiento.n la segunda fase, denominada de fijacin o fase de diver-ificacin, el objetivo del sujeto es redefinir el movimiento,o cual incluye tanto el desarrollo de la capacidad de adap-ar el movimiento a los cambios de la tarea y del entorno,omo desarrollar la tarea consistente y eficientemente.Fases en la formacin del programa motor. Diversos

nvestigadores se han planteado qu cambios jerrquicosodran ocurrir en el control del movimiento cuando losrogramas motores se unen durante el aprendizaje dena nueva tarea40. Los programas motores que rigen unaonducta compleja podran ser creados a travs de la com-inacin de programas motores que controlan unidades msequenas de la conducta, hasta completar el control totale sta como una sola unidad40.

actores que influyen en el aprendizaje motorxisten diversos factores que influyen en los procesos deM, como las instrucciones verbales, las caractersticas ya variabilidad de la prctica, la participacin activa y laotivacin del individuo, la posibilidad de cometer erro-es, el control postural, la memoria y el retroalimentacintabla 2).Las instrucciones verbales facilitan a la persona que cen-

re su atencin en determinados objetivos y condicionan lasstrategias de aprendizaje que vaya a emplear a la hora deealizar un movimiento38,44. En cuanto a las caractersticas

variabilidad de la prctica, resulta relevante plantear unaarea que conlleve repeticin, teniendo en cuenta el con-epto de repetir sin repetir, es decir, la prctica debeener un control de los parmetros que se han ido modifi-ando, pues debe suponer un reto para el paciente y serxtrapolable a diferentes entornos y situaciones. En aque-los casos en los que la prctica fsica no sea posible, se haugerido que la prctica mental es una forma efectiva destimular el aprendizaje45. El aprendizaje puede ser facili-ado o interrumpido por el contexto. Diferentes contextosroducirn un mayor desarrollo del aprendizaje, resultandoer este ms general y enriquecedor. Por esta razn, la prc-ica en el entorno clnico debe incluir condiciones variables,on el fin de que el aprendizaje pueda ser transferido aiversas situaciones cambiantes. De manera que la cantidade transferencia depende de la similitud ente el entornolnico y el entorno real46.Otro de los conceptos importantes relacionado con el AM

s la participacin activa del paciente en la tarea que seebe desarrollar. La motivacin e implicacin del mismo esrucial para la ejecucin de la tarea o actividad, la reso-ucin y superacin del problema. La participacin activaealza el procesamiento del aprendizaje y ayuda a mantenerna continuidad del mismo. y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicaciones/j.nrl.2011.12.010

La posibilidad de cometer errores durante la ejecucin dena nueva actividad, as como reportar al paciente posiblesoluciones o fomentar a que l mismo las proponga, suponen anadido en el trabajo del AM de nuevas destrezas38. Un

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Tabla 2 Aprendizaje motor

Factores que influyen en el aprendizaje motor

Instrucciones verbales: necesidad de preservacin de lacapacidad de atencin y de observacin directa

Caractersticas y variabilidad de la prctica: entre lasdiferentes modalidades de prctica, la prcticadistribuida, con tiempos de descanso prolongadosentre los tiempos de trabajo, parece lograrincrementar la transferencia del aprendizaje, encomparacin con la ejecucin de tareas continuas, sindescanso. La fatiga parece ser una de las razones quejustifique la prctica distribuida, adems un tiempoprolongado dedicado a la prctica puede tener unmayor margen de error debido al agotamiento tantofsico como mental

Participacin activa y motivacin: las hiptesisgenerales sobre la prctica en relacin al AM parecenafirmar que los resultados en el aprendizaje obtenidodependen del tiempo total empleado en este

Posibilidad de cometer errores: realizar un anlisis decada actividad o tarea que se quiera llevar a cabodeterminar qu componentes de movimiento sedeber enfatizar durante el aprendizaje

Control postural: es definido como el control de laposicin del cuerpo en el espacio con propsito deequilibrio y orientacin

Memoria: la memoria es considerada un elemento claveen el AM

Retroalimentacin: tiene por objeto motivar laconsecucin de objetivos, reforzar el desarrollo deuna actividad (el refuerzo positivo, verbal o noverbal, produce mayor progreso en el aprendizaje queel refuerzo negativo) e informar acerca del desarrollode la accin. Puesto que puede crear dependencia enel proceso de aprendizaje, el terapeuta debe ser

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Tabla 3 Retroalimentacin extrnseco

Proporciona informacin acerca del progreso individualen el aprendizaje de la actividad, lo cual favorece lamotivacin

Proporciona informacin de las partes que componen laaccin, lo que permite al individuo realizar unarepresentacin mental de la actividad, as comointerpretar sus posibilidades acerca de la consecucinde los objetivos

Proporciona refuerzo positivo, cuando se transmite alsujeto informacin acerca de la correcta ejecucin delas tareas. Esto tiene un efecto inmediato sobre lamotivacin del individuo, as como sobre la atencin yla concentracin dedicada a la tarea

El retroalimentacin reiterado sobre correccin deerrores puede generar dependencia y evitar que elsujeto experimente y evale por s mismo lascaractersticas de su accin. Para evitar ladependencia, el retroalimentacin slo debeotorgarse cuando sea necesario, en funcin de lacomplejidad de las tareas y la experiencia delindividuo. Por lo tanto, el refuerzo debe serintermitente, evitando producir retroalimentacin en

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Dctexistentes. Por razones metodolgicas se describirn porcapaz de proporcionar ste slo cuando sea necesario

orrecto control postural47,48, as como un adecuado estadoe la memoria, son importantes en el proceso de aprendizajee un nuevo acto motor o en la readquisicin del mismo49.Llamamos retroalimentacin a la informacin que surge

omo resultado del movimiento (tabla 3). Podemos distinguirntre retroalimentacin intrnseco, como consecuencia delovimiento que se produce (va exteroceptiva y propiocep-iva) que permite ajustes posturales; y retroalimentacinxtrnseco, considerado como toda informacin proporcio-ada por una fuente externa. Su objetivo es comunicarnformacin al paciente sobre el resultado del movimientojecutado, completando la informacin intrnseca. Existenos categoras dentro de este, el conocimiento de resul-ados, considerado como toda informacin verbal sobre elesultado de la accin y de especial importancia cuando eletroalimentacin intrnseco est disminuido, y el conoci-iento de ejecucin que se relaciona con los patrones deovimiento para conseguir una tarea e informa sobre la

50,51Cmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016

alidad de sus movimientos . El retroalimentacin extrn-eco es esencial cuando el origen del retroalimentacinntrnseco de una persona est disminuido o distorsionado,recuente en pacientes con deterioro neurolgico. Durante

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cada ejecucin

ualquier proceso de aprendizaje, el sujeto debe recibirlgn tipo de informacin sobre el error desde la fuententrnseca o extrnseca. Las caractersticas del retroali-entacin extrnseco, las cuales potencian las habilidadesognitivas del paciente, se resumen en la tabla 3.Los ninos usan el retroalimentacin de distinto modo

los adultos, pues estos se benefician ms de un retro-limentacin reducido, mientras que los ninos requierenn retroalimentacin ms continuo pero menos preciso.l retroalimentacin reducido incrementa el esfuerzo cog-itivo del sujeto, ya que cuando el retroalimentacins ocultado, la persona necesita atender e interpretara informacin intrnseca como resultado de la habilidadesempenada. Este incremento del esfuerzo cognitivo pro-icia el cambio ptimo en los adultos, potenciando el AM,o que no ocurre en los ninos. Estos requieren un mayormero ensayos prcticos con retroalimentacin para for-ar una representacin ms precisa y estable de la tarea;osteriormente, el retroalimentacin se debe reducir pro-resivamente para estimular el esfuerzo cognitivo y el AM.a capacidad de un sujeto para procesar la informacin ytender a la informacin intrnseca derivada de la tarea,ondiciona el refuerzo extrnseco otorgado50,51.

plicaciones clnicas de las teoras del control yprendizaje motor en neurorrehabilitacin

ebe existir una transferencia continua del conocimientoientfico a la prctica clnica para proponer nuevas estra-egias teraputicas que refuercen y fortalezcan las ya y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicaciones/j.nrl.2011.12.010

eparado las estrategias teraputicas encaminadas a recu-erar o mejorar las capacidades de control postural yquilibrio, de la locomocin y de la manipulacin.

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Control postural y equilibrio

La literatura parece mostrar52-56 que el ejercicio fsico esuna forma efectiva de mejorar el equilibrio en los pacien-tes neurolgicos, y estas mejoras podran potencialmentemejorar la funcionalidad y reducir el nmero de cadas. Laefectividad de estos programas depende de la inclusin deejercicios multidimensionales ms que los que se dirigen aun solo aspecto57. A esta forma de trabajo tradicional, se hananadido nuevas metodologas, de forma paralela, con unaconcepcin ms global, como son el Tai Chi58,59, el entrena-miento sensorial60 y el entrenamiento en tarea doble (tareamotora ms cognitiva)61. En la actualidad, existe eviden-cia cientfica de la utilidad de los sistemas instrumentados,como la posturografa dinmica computarizada. Se estndesarrollando estudios en los que se intenta demostrar quedichos sistemas son tambin vlidos como herramienta dereentrenamiento62.

LocomocinLa intervencin tiene como objetivo la optimizacin de lamarcha mediante la prevencin del acortamiento de los teji-dos blandos, el aumento de la fuerza y del control muscular yel entrenamiento del ritmo y coordinacin. Esto se consiguemediante la combinacin de ejercicios de estiramientos, defuerza, de carga y prctica de la marcha63.

Tradicionalmente, la terapia de fortalecimiento serealizaba de forma manual mediante ejercicios contraresistencia o mediante la aplicacin de sistemas de sus-pensin y poleas, utilizando muelles y pesos. Tcnicasbasadas en el concepto Bobath64 o en la facilitacin neuro-muscular propioceptiva65 siguen utilizndose; sin embargo,existen pocos trabajos sobre la efectividad de estas tc-nicas. En la actualidad, la metodologa es algo mssofisticada, y va desde la utilizacin de bandas elsticasa ejercicios instrumentales realizados con equipos isoci-nticos, pasando por estimulacin elctrica. Si bien seha comprobado que el fortalecimiento de un msculo ogrupo muscular produce aumento de la fuerza, no existeevidencia de una correlacin en el aumento de la fun-cin; es necesario entrenar las sinergias requeridas paracaminar en cadena cerrada, de forma repetida, con fre-cuencia y bajo diferentes condiciones ambientales y develocidad.

Carr y Shepherd66 describen un programa de reapren-dizaje motor en el ictus, basado en la prctica de tareasfuncionales concretas. Basado en este concepto, pareceapropiada la utilizacin, de forma precoz, de recursos talescomo una pista de marcha (cinta sin fin)67,68 con soporteparcial del peso corporal, que puede combinarse con laelectroestimulacin elctrica funcional (EEF) durante elentrenamiento69 o la asistencia robotizada70.

El reentrenamiento sensorial es una forma de implemen-tar los beneficios de las terapias citadas. Existen estudiosen los que se observa una mejora del equilibrio dinmico,en pacientes cuyo programa de ejercicios incluyen modi-ficaciones sensoriales71. El uso del retroalimentacin72,73Cmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016

en programas de tratamiento ayuda al paciente a mejo-rar la capacidad de percepcin del movimiento y suponeun estmulo eficaz para mejorar la ejecucin de latarea.

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lcance, agarre y manipulacinunque el objetivo final de cualquier planteamiento tera-utico para el miembro superior ser recuperar la funcinerdida o buscar compensaciones, podemos clasificar lasntervenciones en aquellas que se focalizan en las defi-iencias, las que tratan de recuperar la funcin y las queroponen la prctica de la tarea concreta.

ntervenciones dirigidas a las deficienciasara la reeducacin de deficiencias motoras, se han uti-izado diversos programas de ejercicios activos, pasivos,ontra resistencias progresivas y sistemas isocinticos74,75,e liberacin miofascial76 o el Tai Chi. Para tratar la rigi-ez y el acortamiento de estructuras se emplean yesos,rulas y ortesis. El bio-retroalimentacin y la EEF ayudan

reclutar msculos particos. Respecto de la reeducacinensorial, Byl et al.77,78 encontraron mejoras del 20% en landependencia funcional, en la actividad motora fina, en laiscriminacin sensorial y en el desempeno musculoesque-tico.

strategias dirigidas a recuperar la funcin vantrenamiento del movimientotoikov et al.79 usaron actividades posturales para mejo-ar la funcin prensil del miembro superior atxico yncontraron mejoras significativas tras un programa de 4emanas de duracin. Otro ejemplo interesante es el pro-rama para pacientes con disfuncin vestibular propuestoor Herdman80.Desde los anos setenta se han desarrollado diversas tc-

icas de facilitacin del movimiento activo usando objetoseales y entrenando varias posibilidades de alcance y agarreon ejercicios de progresiva dificultad que impliquen distin-as formas de manipulacin81-83. Rhoda Erhardt, terapeutacupacional, public de manera detallada el desarrollo dea secuencia para la suelta de objetos84.

rctica orientada al desempeno de la tareaun et al.85 desarrollaron un marco teraputico basado ena teora ecolgica. Para mejorar la funcin es importanteealizar la prctica de la tarea en s misma, entrenando desta manera, diversas actividades de la vida diaria86,87.Se han publicado multitud de estudios con resultados

rometedores de mejora de la funcin del miembro supe-ior, mediante la terapia por restriccin del movimientoel lado sano (TRMLS). Sin embargo, una revisin sistem-ica reciente88 en ninos con hemipleja solicita precaucinnte su uso generalizado, aconsejando la realizacin de unayor nmero de estudios con buen diseno metodolgico.simismo, la revisin sistemtica realizada por Langhorne,oupar y Pollock parece indicar que la TRMLS produce bene-cios clnicos en la funcin del brazo, no siendo tan clarosara la mano en los pacientes con ictus89. El entrenamientoilateral o bimanual en pacientes con hemipleja se ha com-robado que mejora la coordinacin entre ambas manos yambin de forma aislada, en el lado afectado90,91. El trata- y modelos de control y aprendizaje motor. Aplicaciones/j.nrl.2011.12.010

iento bimanual entra en contradiccin de manera frontalon la TRMLS. Pero es posible que ambos tratamientos ten-an cabida: el tratamiento bilateral en etapas precoces trasl ictus, para generar nuevas redes de reorganizacin del

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rtex y la TRMLS en fases ms crnicas, para la recupera-in de redes en desuso.

plicacin de la estimulacin elctrica neuromuscularstas aplicaciones funcionales se refieren a la activacin desculos paralizados en una secuencia y magnitud precisaara llevar a cabo directamente las tareas funcionales. Deh el concepto de neuroprtesis, cuya aplicacin permiteustituir la funcin motora del miembro superior e inferiorara las tareas de autocuidado y la movilidad, la funcin dea vejiga y el control respiratorio92.

io-retroalimentacin y realidad virtuala terapia de biorretroalimentacin orientada a tareas esmpliamente eficaz. La tecnologa, llamada realidad vir-ual (VR), ofrece experiencias de la vida real, mejorando losesultados de los mtodos clsicos de bio-retroalimentacin.in embargo, los verdaderos beneficios teraputicos de estosistemas an no se han probado por ensayos clnicos bienisenados93.

nterfaz cerebro-ordenadorstos aparatos se conocen como brain computer interfacesBMI). Existen estudios que intentan mejorar el conoci-iento de la fisiologa cortical que sostiene la intencinumana y proporcionar senales para un control ms com-lejo derivado de la senal cerebral. En una recienteevisin94 los autores recogen el estado actual de BCI yetallan los estudios emergentes dirigidos a aumentar lasplicaciones clnicas futuras.

plicacin de robtica en la neurorrehabilitacinna revisin sistemtica publicada recientemente95 noncontr ningn efecto global significativo a favor de la tera-ia asistida por robot en la funcin del miembro superior yn las AVD en pacientes tras ictus, mas s se observ unaejora significativa en la parte proximal de la extremidad.n cuanto al empleo de sistemas robticos para la mejorae la marcha de pacientes neurolgicos, uno de los siste-as ms conocidos es el Lokomat, dispositivo ortsico queimula y reproduce la marcha fisiolgica del individuo, elual ha sido objeto de diversas publicaciones cientficas quearecen avalar sus resultados96,97.

onclusiones

n la actualidad no existe un consenso sobre qu teo-a o modelo es definitorio en dar explicacin al gobiernoel CM. Las teoras sobre el aprendizaje motor deben sera base para la rehabilitacin motora. Estudios con bueniseno metodolgico han evidenciado que el trasladar lositos teraputicos alcanzados en el paciente neurolgico, aontextos relacionados con el sujeto, anadiendo variabili-ad, participacin activa, dando al paciente la posibilidade cometer errores, otorgando retroalimentacin e incen-Cmo citar este artculo: Cano-de-la-Cuerda R, et al. Teorasclnicas en neurorrehabilitacin. Neurologa. 2014. doi:10.1016

ivando la motivacin, como aspectos fundamentales ena disminucin de los dficits funcionales en el pacienteeurolgico. Por lo que lneas de investigacin, medianteplicacin de estos conceptos, pueden ser interesantes en

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PRESSR. Cano-de-la-Cuerda et al

l uso de nuevos mtodos y tecnologas en neurorrehabilita-in.

inanciacin

l presente estudio se ha realizado dentro de proyectoe investigacin Dispositivos hbridos neuroprotsicos yeurorrobticos para compensacin funcional y rehabilita-in de trastornos del movimiento (HYPER), del programaONSOLIDER-INGENIO 2010. Convocatoria 2009 del Minis-erio de Ciencia e Innovacin. IP: Jos Luis Pons Rovira.nstituto de Automtica Industrial del Consejo Superior denvestigaciones Cientficas (CSIC).

onflicto de intereses

os autores declaran no tener ningn conflicto de intereses.

ibliografa

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Teorías y Modelos de Control y Aprendizaje Motor. Aplicaciones Clínicas en Neurorrehabilitación

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