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domingo, 9 de junio de 2013

¿Mayor experiencia gateando? Mayor resonancia motora neuronal al observar gatear

Por numerosos estudios sabemos que una porción de nuestro cerebro encargada del movimiento se activa cuando observamos el movimiento de otros seres humanos. Sí, estás pensando bien, el "famoso" sistema de neuronas espejo. Ahora bien, si pensamos en términos de desarrollo, ¿qué pasará en el cerebro de un bebé cuando observa el movimiento de otro ser humano? Esta pregunta es muy importante si tenemos en cuenta que un bebé aún no ha adquirido todos los patrones motores que un adulto utiliza, por supuesto. M. van Elk, H.T. van Schie, S. Hunnius, C. Vesper y H. Bekkering se preguntaron algo similar, y en 2008 publicaron un estudio acerca de la experiencia motora más importante de los bebés alrededor de los 12 meses de edad. ¿Cuál? Exactamente, el gateo. Veamos cómo abordaron esta pregunta y qué encontraron estos investigadores.

Introducción
Van Elk et al. comienza afirmando que una pregunta intrigante ha sido cómo representan y entienden los bebés al mundo circundante, en relación con sus propias capacidades. Por ejemplo, varios estudios han mostrado que la adquisición de habilidades motoras expertas afecta cómo las acciones son percibidas y procesadas por el cerebro (Calvo Merino et al., 2005; Haslinger et al., 2005). Más específicamente, se ha reportado una mayor activación de la corteza motora durante la observación de las acciones que están bien establecidas en el propio repertorio motor.

Según los investigadores, los estudios sugieren un fuerte vínculo entre la experiencia de la acción y la resonancia motora [neuronal] durante la observación de la acción, siendo el mecanismo neural que subyace este fuerte apareamiento entre la acción y la percepción, el proporcionado por el sistema de neuronas espejo, el cual se activa tanto durante la observación como durante la ejecución de la misma acción (Rizzolatti & Craighero, 2004; Rizzolatti et al., 2001). Es decir, explican Van Elk et al., cuando uno observa a alguien ejecutando una acción, se activan más o menos las mismas áreas cerebrales que están implicadas en la ejecución de la acción. Este proceso de imitación es altamente automático y se cree que soporta el reconocimiento y la interpretación de la acción, ya que permite una representación motora interna de la acción observada.

En relación con lo anterior, en este estudio Van Elk et al. se preguntan si el mismo principio acompaña a la adquisición natural de nuevas habilidades motoras [es decir, el desarrollo]; la variabilidad, también natural, en el desarrollo motor de los bebés proporciona una excelente oportunidad para abordar esta pregunta.

En el nivel comportamental, los estudios del desarrollo han sugerido un vínculo cercano entre la producción de la acción y la percepción de la acción en bebés. En el nivel neural, en el electroencefalograma (EEG) adulto, la desincronización tanto en la banda de frecuencia mu, como en la beta ha sido observada durante la ejecución de la acción, pero también durante la observación de la acción. Dicha desincronización, en ambas bandas, probablemente refleja la activación desde la corteza motora primaria hacia (abajo) las áreas de neuronas espejo en las cortezas parietal y frontal [entrada sobre áreas cerebrales].

Objetivo
Van Elk et al. se propusieron investigar si la propia experiencia motora de los bebés (gatear y caminar) estaba relacionada con la activación de su sistema motor durante la percepción de las mismas acciones, llevadas a cabo por otros.

Método
Doce bebés -nacidos a término- de 14 a 16 meses (4 niñas) participaron en el estudio. Los estímulos fueron vídeos de (otros) bebés caminando y gateando (hacia ambas direcciones, izquierda y derecha), presentados en bloques de aprox. 10 segundos. Adicionalmente, los papás proporcionaron información acerca de las habilidades motoras de su bebé e indicaron la edad a la cual el bebé había empezado a gatear o a caminar. Para la medición de EEG, los investigadores usaron un gorro de EEG de 29 electrodos. El EEG, los movimientos de los ojos y los movimientos de las piernas y los brazos fueron medidos continuamente durante el experimento para obtener ensayos en los que el bebé mirara continuamente a la pantalla y no moviera sus propias extremidades.

Resultados
Van Elk et al. afirman que los bebés de su muestra tenían, en general, mayor experiencia gateando (6,1 meses en promedio) que caminando (1,8 meses en promedio). 

Al analizar los tiempos de observación a los estímulos, los investigadores encontraron que los bebés con relativamente mayor experiencia caminando tendieron a mirar por más tiempo a los vídeos de bebés gateando (64 segundos) que a los de bebés caminando (54 segundos). Por el contrario, los bebés con relativamente poca experiencia de caminar tendieron a mirar por más tiempo a los vídeos en que había un bebé caminando (75 segundos), en comparación con aquellos en donde había un bebé gateando (48 segundos). Sin embargo, aquello no representó una interacción significativa [es decir, pertenecer a un grupo (alta o baja experiencia caminando/gateando) no hacía que el bebé participante mirara más a un video en particular (gatear o caminar) y menos al otro…Si sigue siendo complicado, dejémoslo en que tales diferencias no fueron significativas ;-)]. 

Adicionalmente, al analizar el comportamiento de observación, los investigadores hallaron que, para los vídeos de gateo, los bebés tendían a mirar durante más tiempo a la parte inferior (del vídeo), en comparación con la parte superior, mientras que para los vídeos de caminadores, los bebés miraban por más tiempos la parte superior en comparación con la parte inferior de los vídeos.

Van Elk et al. continúan, diciendo que el análisis de EEG del promedio del grupo reveló una fuerte desincronización en la banda de frecuencia mu (7-9 Hz) para la observación de gatear, en comparación con la observación de caminar, máxima para los electrodos centrales [C3, Cz, C4]. Además, también encontraron una desincronización bilateral más fuerte en la banda beta (17-19 Hz) de frecuencia en la observación de gatear, comparado con la observación de caminar.

Agregan los investigadores que para la banda de frecuencia mu, la diferencia entre la observación de los vídeos del bebé caminando y del bebé gateando no alcanzó significación estadística. En cambio, para la banda de frecuencia beta, sí hubo una diferencia significativa entre los vídeos de gatear y caminar, en el sentido de una desincronización beta más fuerte al ver gatear, en comparación con ver caminar.

Finalmente, la diferencia en el poder [potencia o amplitud] mu/beta entre los vídeos de caminar y gatear estuvo correlacionada con la propia experiencia de los bebés con caminar y gatear. Específicamente, el tamaño de los efectos tanto de mu como de beta (diferencia en el poder entre la observación del gateo y el caminar) estuvo altamente correlacionado con la cantidad de experiencia en el gateo de los infantes (r=-.60 y r=.-.42, respectivamente para los efectos de mu y beta) [Es decir, a menor experiencia gateando, más positiva la diferencia de voltaje entre ver gatear y ver caminar (o más próxima a cero), o sea, menor desincronización. En cambio, a mayor experiencia gateando, más negativa la diferencia de voltaje (es decir, la supresión o desincronización en mu/beta dada al ver gatear -en comparación con ver caminar- fue mayor)].

Después de controlar por la edad, la correlación parcial permaneció altamente significativa, minimizando así la posibilidad de que las correlaciones entre la experiencia de gateo y la desincronización mu/beta pudieran ser atribuidas solamente a los cambios de maduración. Por el contrario, no se encontraron correlaciones significativas entre el tamaño de los efectos de mu y beta y la cantidad de experiencia caminando.

Discusión
Van Elk et al. afirman que dos hallazgos principales sugieren que el sistema motor de los bebés es más fuertemente activado durante la observación de acciones con las cuales el bebé tiene relativamente mucha experiencia:

(1) Se encontró una desincronización más fuerte en ambas bandas de frecuencia mu y beta durante la observación del gateo (en comparación con la observación del caminar). Debido a que la activación en áreas sensoriomotoras (como la corteza somatosensorial primaria) está directamente modulada por la actividad en áreas centrales del sistema de neuronas espejo (tales como el giro frontal inferior, el surco temporal superior y el lobulillo parietal inferior [Caetano et al., 2007; Nishitani & Hari, 2000, 2002]), la desincronización en ambas bandas de frecuencia probablemente refleja la activación en el sistema motor hacia las áreas de las neuronas espejo en las cortezas frontal y parietal, afirman Van Elk et al. Además, concluyen los autores, como los bebés de su estudio tenían más experiencia gateando que caminando, sus hallazgos sugieren resonancia motora más fuerte para acciones que están establecidas en el repertorio motor propio.

(2) La cantidad de experiencia gateando estuvo directamente relacionada con el grado de desincronizaciones mu y beta. Según los investigadores, la fuerte correlación entre la experiencia gateando y las desincronizaciones mu y beta apoyan la idea de que la resonancia motora durante la observación de la acción está directamente relacionada con las habilidades de acción naturales que se están desarrollando. Además, ellos encontraron (a partir del análisis con el tiempo observando los vídeos) que las diferencias no se atribuían a diferencias atencionales, motivacionales o perceptuales.

Por otro lado, van Elk et al. agregan que los electrodos en los cuales el efecto beta fue máximo fue sobre los sitios parietales. Ellos explican que este hallazgo está en acuerdo con estudios previos que han reportado una fuerte activación de áreas parietales durante la imitación y observación de movimientos corporales humanos. Por último, van Elk et al. añaden que la fuerte relación encontrada entre el efecto beta y la experiencia motora sugiere que la banda de frecuencia beta puede ser un correlato útil de la resonancia motora y la asociación percepción-acción motora en la infancia, que puede ser estudiado en investigaciones futuras.

Finalmente, los investigadores mencionan que los efectos mu y beta que ellos encontraron estuvieron significativamente relacionados sólo con la cantidad de experiencia gateando, pero no con la experiencia caminando, lo cual puede explicarse con que los bebés que participaron en este estudio, tuvieron relativamente poca experiencia caminando, pero sí mucha gateando, y los estudios del desarrollo apoyan la idea de que la adquisición de la locomoción dirigida a metas se demora un tiempo considerable en desarrollarse. Por eso, van Elk et al. sugieren que sería interesante investigar en futuros estudios cuánto se demoran los bebés con relativamente larga experiencia caminando en mostrar una desincronización mayor al observar caminar que al observar gatear. Precisamente, los investigadores afirman que sus hallazgos son un argumento importante para la idea de que la resonancia motora [neuronal] en la infancia es dependiente de la experiencia.

Conclusión
Van Elk et al. concluyen diciendo que los hallazgos de este estudio sugieren que la adquisición de nuevas habilidades motoras en bebés, tales como aprender a gatear, está acompañada por una resonancia motora [neuronal] mayor durante la observación de acciones similares [a las que el bebé conoce]. En apariencia, continúan, el cerebro bebé transforma automáticamente la información visual en una representación motora que ya está establecida en su propio repertorio motor (Rizzolatti & Craighero, 2004).

Van Elk, M., Van Schie, H.T., Hunnius, S., Vesper, C., & Bekkering, H. (2008). You'll never crawl alone: Neurophysiological evidence for experience-dependent motor resonance in infancy. NeuroImage, 43. pp. 808-814.


Comentario
Bien, ¡esta es una de nuestras primeras postales! Estamos muy contentos de poder compartirles este importante artículo de la neurociencia de bebés o, más profesionalmente, de la neurociencia cognitiva del desarrollo. Como vimos, los autores se basaron en la idea de que el cerebro procesa las acciones motoras según la experiencia motriz de la persona, para estudiar si dicho procesamiento se da así también -basado en la experiencia motora- en la adquisición natural de habilidades motoras, es decir, en el desarrollo. De manera simple, pero contundente, los investigadores mostraron que, efectivamente, el procesamiento motor en los bebés también depende de la experiencia (así como en adultos). Específicamente, van Elk et al. mostraron que a mayor experiencia gateando, mayor desincronización en las bandas de frecuencia mu y beta, bandas EEG asociadas con el procesamiento motor. Ya antes habíamos estudiado la asociación de mu con la traducción de lo que se oye y se ve hacia lo que se hace.

Con este artículo también aprendimos que, aunque los bebés estaban aprendiendo a caminar o llevaban poco tiempo caminando, la respuesta cerebral no fue la misma cuando observaron a otro bebé caminando. Eso refuerza la idea de que el procesamiento motor cerebral depende de la experiencia de quien está observando el movimiento. ¡Impresionante!

Finalmente, los investigadores resaltan el papel de la banda beta y de las áreas parietales -a las cuales se cree que beta representa- en cuanto a la asociación entre la percepción y la acción de movimiento. Dicho papel es algo que, según los investigadores, merece que se aborde en estudios futuros. En síntesis, ¡qué compleja, pero maravillosa, es esta cosa que se llama cerebro! Ahí seguimos.

PD: Ojalá no se desmotiven con lo "complejo" del tema...ahí leyendo y leyendo más, iremos entendiendo mejor.


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