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2 Av. Carrilet, 3, 9.a planta, Edificio D - Ciutat de la Justícia 08902 L’Hospitalet de Llobregat Barcelona (España) Tel.: 93 344 47 18 Fax: 93 344 47 16 Correo electrónico: consultas@wolterskluwer.com Revisión científ ica Javier Güeita Rodríguez Fisioterapeuta; Doctor en Fisioterapia; Profesor Universidad Rey Juan Carlos, Madrid, España Beatriz Cano Diez Profesora adjunta de Fisioterapia; Directora del Máster Universitario en Fisioterapia en Pediatría, Universidad CEU San Pablo, Madrid, España Soraya Pacheco da Costa Fisioterapeuta; Tutora Bobath EBTA; Unidad Docente de Fisioterapia, Área de Fisioterapia, Departamento de Enfermería y Fisioterapia, Facultad de Enfermería y Fisioterapia, Campus Universitario Externo Universidad de Alcalá, Alcalá de Henares, España Traducción Dr. José Rafael Blengio Pinto Médico cirujano Dr. José Luis González Cirujano general Dirección editorial: Carlos Mendoza Editora de desarrollo: Núria Llavina Gerente de mercadotecnia: Juan Carlos García Cuidado de la edición: M&N Medical Solutrad S.A de C.V Maquetación: M&N Medical Solutrad S.A de C.V Adaptación de portada: Jesús Esteban Mendoza Murillo Impresión: C&C Offset-China/ Impreso en China Se han adoptado las medidas oportunas para confirmar la exactitud de la información presentada y describir la práctica más aceptada. No obstante, los autores, los redactores y el editor no son responsables de los errores u omisiones del texto ni de las consecuencias que se deriven de la aplicación de la información que incluye, y no dan ninguna garantía, explícita o implícita, sobre la actualidad, integridad o exactitud del contenido de la publicación. Esta publicación contiene información general relacionada con tratamientos y asistencia médica que no debería utilizarse en pacientes individuales sin antes contar con el consejo de un profesional médico, ya que los tratamientos clínicos que se describen no pueden considerarse recomendaciones absolutas y universales. El editor ha hecho todo lo posible para confirmar y respetar la procedencia del material que se reproduce en este libro y su copyright. En caso de error u omisión, se enmendará en cuanto sea posible. Algunos fármacos y productos sanitarios que se presentan en esta publicación sólo tienen la aprobación de la Food and Drug Administration (FDA) para uso limitado al ámbito experimental. Compete al profesional sanitario averiguar la situación de cada fármaco o producto sanitario que pretenda utilizar en su práctica clínica, por lo que aconsejamos consultar con las autoridades sanitarias competentes. Derecho a la propiedad intelectual (C. P. Art. 270) Se considera delito reproducir, plagiar, distribuir o comunicar públicamente, en todo o en parte, con ánimo de lucro y en perjuicio de terceros, una obra literaria, artística o científica, o su transformación, interpretación o ejecución artística fijada en cualquier tipo de soporte o comunicada a través de cualquier medio, sin la autorización de los titulares de los correspondientes derechos de propiedad intelectual o de sus cesionarios. Reservados todos los derechos. Copyright de la edición en español © 2019 Wolters Kluwer 3 mailto:consultas@wolterskluwer.com ISBN de la edición en español: 978-84-17370-85-5 Depósito legal: M-6019-2019 Edición en español de la obra original en lengua inglesa Motor Control Translating Research Into Clinical Practice, de Anne Shumway-Cook, Marjorie H. Woollacott, 5.ª ed., publicada por Wolters Kluwer. Copyright © 2017 Wolters Kluwer Two Commerce Square 2001 Market Street Philadelphia, PA 19103 ISBN de la edición original: 978-1-4963-0263-2 4 Con gran amor y gratitud, dedicamos esta obra a muchas personas, incluyendo profesionales colegas y pacientes, que han contribuido al desarrollo de las ideas presentadas en este libro. Reconocemos con gratitud la fuente divina de nuestro entusiasmo, sabiduría y alegría. La dulce mezcla de inspiración y esfuerzos que dieron origen a la creación de esta obra fue una verdadera delicia. 5 En años recientes ha habido un interés creciente en la práctica clínica basada en la evidencia, que se caracteriza por la integración de la mejor información disponible con el juicio clínico experto y preferencias de los pacientes con respecto a la valoración y tratamiento de los problemas del control motor. Sin embargo, la integración de la investigación en la práctica clínica es más fácil de decir que de llevar a cabo. La abundancia de nueva investigación en el campo de las neurociencias y el control motor ha originado una brecha amplia entre la investigación y la práctica clínica. Esta obra está dedicada a reducir esta brecha entre la investigación actual en el área de control motor y la traslación de esta investigación a las mejores prácticas clínicas. GENERALIDADES SOBRE LA 5.a EDICIÓN El marco general de la 5.ª edición no ha cambiado y contiene cuatro partes. La parte I, Marco teórico, revisa las teorías actuales relacionadas con el control motor, el aprendizaje motor y la recuperación de la función después de una lesión neurológica. Se revisan las consecuencias clínicas de las diversas teorías de control motor como las bases fisiológicas del control y aprendizaje motores. Esta parte también incluye un marco conceptual sugerido para la práctica clínica (cap. 6) y un capítulo sobre la fisiopatología de las alteraciones sensoriales, motoras y cognitivas que afectan el control motor. La primera parte proporciona las bases para la comprensión del principal objetivo de la obra, que se centra en los problemas de control motor y la forma en que se relacionan con el control de la postura y del equilibrio (parte II), la movilidad (parte III) y la función de las extremidades superiores (parte IV). Los capítulos en cada una de estas secciones siguen un formato estándar: El primer capítulo de cada parte analiza cuestiones relacionadas con el proceso normal de control. Los capítulos 2 y 3 describen cuestiones relacionadas con el desarrollo y con la edad, respectivamente. El capítulo 4 presenta investigación sobre la función anómala. El capítulo final de cada parte analiza las estrategias clínicas relacionadas con la valoración y el tratamiento de problemas en cada una de las tres áreas funcionales y revisa la investigación que subyace a estas estrategias. 6 Esta obra puede utilizarse de distintas maneras. En primer lugar, fue pensada como libro de texto para utilizarse en cursos de pregrado y de posgrado sobre control motor normal, desarrollo motor a lo largo de la vida y rehabilitación y reentrenamiento en el área de la fisioterapia y la terapia ocupacional, así como la cinesiología y ciencias del ejercicio. También se consideró que esta obra ayudaría a los médicos clínicos a permanecer conectados y actualizados con investigaciones que pueden servir de base para la práctica clínica basada en la evidencia. Una fortaleza de la obra Control motor. De la investigación a la práctica clínica es el interesante resumen de una amplia variedad de estudios de investigación y su traslación a la práctica clínica. Sin embargo, la lectura de estas revisiones no puede sustituir la información que se obtiene al profundizar en los trabajos originales de investigación. Un libro, por su naturaleza, sólo resume la investigación disponible antes de publicarse. Por lo tanto, es fundamental que clínicos y estudiantes continúen leyendo y profundizando en las investigaciones emergentes. CAMBIOS EN LA 5a.EDICIÓN Esta 5.ª edición de Control motor incluye investigación actualizada y revisiones significativas para las tres áreas fundamentales: control postural, movilidad y función de los miembros superiores. A fin de hacer énfasis en el conocimiento esencial, se ha eliminado la información más detallada del texto principal y se ha colocado en los cuadros de Ampliación del conocimiento. Asimismo, se ha ampliado la sección Actividades de laboratorio y se han añadido Aspectos clave al final de cada capítulo. También se han añadido casos de estudio con vídeos asociados,entre los que se incluyen a una persona con esclerosis múltiple remitente-recurrente moderadamente grave, un niño con parálisis cerebral infantil grave y un caso de estudio longitudinal que analiza la recuperación después de un accidente cerebrovascular agudo, con exploraciones al cuarto día, al mes y a los 6 meses después del episodio. Se han desarrollado dos vídeos de tratamiento que incluyen el tratamiento de problemas de control motor en una mujer con un mes de evolución después de un accidente cerebrovascular, y la valoración y tratamiento de problemas de control segmentario del tronco en un niño con parálisis cerebral infantil grave. RECURSOS EN LÍNEA PARA ESTUDIANTES Y PROFESORES *Los vídeos asociados con los estudios de casos son referidos a lo largo de la obra y pueden encontrarse en http://thePoint.lww.com/espanol-ShumwayCook5e. Estos videos se han diseñado para ser utilizados junto con el libro y están disponibles para estudiantes y profesores. *Los materiales de aprendizaje disponibles sólo para profesores son los siguientes: Banco de imágenes Diapositivas en PowerPoint 7 http://thePoint.lww.com/espanol-ShumwayCook5e Generador de exámenes *Los contenidos electrónicos son todos en inglés NOTA FINAL La obra Control motor. De la investigación a la práctica clínica, 5.ª edición, busca proporcionar un marco de referencia que permita al clínico incorporar la teoría actual y la investigación sobre control motor en la práctica clínica. Los autores esperan que la obra sirva como trampolín para el desarrollo de métodos novedosos, más eficaces, para explorar y tratar a los pacientes con trastornos del control motor. Anne Shumway-Cook Marjorie H. Woollacott 8 Prefacio PARTE I MARCO TEÓRICO Capítulo 1 Control motor: elementos básicos y teorías Introducción ¿Qué es el control motor? ¿Por qué los terapeutas deben estudiar el control motor? Comprender la naturaleza del movimiento Sistemas individuales subyacentes al control motor Restricciones de la tarea en el control del movimiento Restricciones del entorno en el control del movimiento Control del movimiento: teorías del control motor Valor de la teoría aplicada a la práctica Teoría refleja Teoría jerárquica Teorías de la programación motora Teoría de sistemas Teoría ecológica ¿Cuál es la mejor teoría del control motor? Desarrollo paralelo de la práctica clínica y la teoría científica Rehabilitación neurológica: enfoques de neurofacilitación basada en reflejos Enfoque orientado a la tarea Estudios de casos Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 2 Aprendizaje motor y recuperación de la función Introducción al aprendizaje motor 9 ¿Qué es el aprendizaje motor? Naturaleza del aprendizaje motor Primeras definiciones del aprendizaje motor Ampliación de la definición de aprendizaje motor Relación entre desempeño y aprendizaje Formas de aprendizaje Formas básicas de memoria a largo plazo: no declarativa (implícita) y declarativa (explícita) Teorías del aprendizaje motor Teoría de los esquemas de Schmidt Teoría ecológica Teorías relacionadas con las etapas de aprendizaje de las habilidades motoras Modelo en tres fases de Fitts y Posner Enfoque en tres fases de Bernstein para el aprendizaje motor: dominio de los grados de libertad Modelo en dos fases de Gentile Fases de la formación del programa motor Aplicaciones prácticas de la investigación en el aprendizaje motor Niveles de práctica Retroalimentación Condiciones de la práctica Recuperación de la función Conceptos relacionados con la recuperación de la función Factores que influyen en la recuperación de la función Factores neuroprotectores previos a la lesión Factores después de la lesión Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 3 Fisiología del control motor Introducción y generalidades Teorías y fisiología del control motor Resumen de la función cerebral Neurona, unidad básica del SNC Sistemas sensoriales/perceptivos Sistema somatosensorial Sistema visual Sistema vestibular Sistemas de acción Corteza motora 10 Áreas de asociación de nivel superior Cerebelo Núcleos basales Mesencéfalo y tronco del encéfalo Resumen Capítulo 4 Bases fisiológicas del aprendizaje motor y recuperación de la función Introducción Definición de plasticidad neuronal Aprendizaje y memoria Localización del aprendizaje y la memoria Plasticidad y aprendizaje Plasticidad y formas no declarativas (implícitas) de aprendizaje Aprendizaje procedimental (habilidades y hábitos) Plasticidad y formas declarativas (explícitas) de aprendizaje El paso del conocimiento implícito al explícito El paso de la memoria explícita a la implícita Formas complejas de aprendizaje motor Adquisición de la habilidad: el paso hacia lo automático Resumen de las formas de aprendizaje Plasticidad neuronal y recuperación de la función Conceptualización de la recuperación Daño axonal: efectos sobre neuronas y células circundantes Sucesos transitorios tempranos que debilitan la función cerebral Regeneración axonal: diferencia en el sistema nervioso central y el periférico Respuesta del sistema nervioso central a la lesión Cambios en los mapas corticales después de lesiones y durante la recuperación de la función Estrategias para mejorar la plasticidad neuronal y la reorganización cortical Consecuencias clínicas de la investigación sobre la plasticidad neuronal y la recuperación de la función en la lesión cerebral adquirida Plasticidad neuronal y enfermedad neurodegenerativa Plasticidad neuronal y enfermedad de Parkinson Consecuencias clínicas de la investigación sobre la plasticidad neuronal y la recuperación de la función en la enfermedad de Parkinson Resumen Capítulo 5 Problemas del control motor: un panorama general de las alteraciones neurológicas 11 Introducción: signos y síntomas fisiopatológicos del control motor Clasificación de las alteraciones relacionadas con lesiones del SNC Signos frente a síntomas Signos y síntomas positivos frente a negativos Efectos primarios frente a secundarios Alteraciones en los sistemas de acción Disfunciones de la corteza motora Alteraciones motoras relacionadas con trastornos subcorticales Alteraciones musculoesqueléticas secundarias Alteraciones en los sistemas sensoriales Disfunciones somatosensoriales Disfunciones visuales Disfunciones vestibulares Trastornos de las cortezas de asociación de orden superior: alteraciones espaciales y no espaciales Disfunciones espaciales del hemisferio derecho Disfunciones no espaciales del hemisferio derecho Manejo clínico de alteraciones en los sistemas de acción (motores) Alteraciones de la corteza motora y el tracto corticoespinal Manejo clínico de las alteraciones cerebelosas y de los núcleos basales Manejo clínico de las alteraciones musculoesqueléticas Manejo clínico de las alteraciones en los sistemas sensoriales Alteraciones somatosensoriales Alteraciones visuales Alteraciones vestibulares Manejo clínico de alteraciones en los sistemas de percepción y cognitivos Disfunciones espaciales: síndrome de heminegligencia Disfunciones no espaciales Resumen Capítulo 6 Un modelo conceptual para la práctica clínica Introducción Componentes de un modelo conceptual para la práctica clínica Modelos de práctica Modelos de funcionamiento y discapacidad Práctica clínica orientada a la hipótesis Teorías del control motor y el aprendizaje Práctica clínica basada en la evidencia Aplicación de un modelo conceptual a la práctica clínica 12 Enfoque orientado a tareas en el examen Examen de actividades funcionales y participación Examen a nivel de la estrategia Valoración de las alteraciones de la estructura y la función corporales Método para la intervención orientada a tareas Recuperación frente a compensación Resumen Respuestas a la actividad de laboratorio PARTE II CONTROL POSTURAL Capítulo 7 Control postural normal Introducción Definición del control postural Un marco conceptual de sistemas para el control postural Sistemas motores en el control postural Equilibrio en estado estableControl del equilibrio reactivo Control del equilibrio proactivo (anticipatorio) Sistemas sensoriales y perceptivos en el control postural Aferencias sensoriales para el equilibrio en estado estable Aferencias sensoriales para el equilibrio reactivo Estrategias sensoriales para el equilibrio proactivo Aplicaciones clínicas de la investigación sobre los aspectos sensoriales/perceptivos del control postural Sistemas cognitivos en el control postural Aplicaciones clínicas de la investigación sobre aspectos cognitivos del control postural Subsistemas neurales que controlan la orientación postural y la estabilidad Contribuciones de la médula Contribuciones del tronco del encéfalo Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 8 Desarrollo del control postural Introducción Control postural y desarrollo Hitos motores y desarrollo del control postural 13 Teorías del desarrollo del control postural Teoría refleja/jerárquica Teoría de sistemas Desarrollo del control postural: una perspectiva de sistemas Movimientos generales en los lactantes Desarrollo del control cefálico Aparición de la sedestación independiente Transición a la bipedestación independiente Refinamiento del control postural Sistemas cognitivos en el desarrollo postural Resumen Capítulo 9 Envejecimiento y control postural Introducción Factores que contribuyen al envejecimiento Interacciones entre factores primarios y secundarios Heterogeneidad del envejecimiento Indicadores conductuales de la inestabilidad Definición de caídas Factores de riesgo para caídas Cambios relacionados con la edad en los sistemas de control postural Sistemas motores Cambios en el equilibrio en estado estable Cambios en el control del equilibrio reactivo Cambios en el control postural anticipatorio Envejecimiento de los sistemas sensoriales/de percepción Cambios en los sistemas sensoriales individuales Adaptación de los sentidos para el control postural Aspectos cognitivos y control postural Aproximación a un estudio de caso para comprender los trastornos posturales relacionados con la edad Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 10 Control postural anómalo Introducción Caídas en personas con trastornos neurológicos Problemas en los sistemas motores Alteración del equilibrio en estado estable Alteración del equilibrio reactivo 14 Alteraciones del control postural anticipatorio Problemas en los sistemas sensoriales/perceptivo Problemas sensoriales que afectan el equilibrio en estado estable Problemas sensoriales que afectan el equilibrio reactivo Problemas sensoriales que afectan el equilibrio anticipatorio Problemas de la percepción que afectan el control postural Consecuencias clínicas de la investigación sobre las alteraciones de la sensación/percepción y el control postural Problemas en sistemas cognitivos Autoeficacia en el equilibrio y las caídas Alteraciones de la estabilidad postural e interferencia en dobles tareas Aproximación a los estudios de caso para comprender los desórdenes posturales Jean J y Genise T: Problemas posturales después de un accidente cerebrovascular Mike M: Problemas posturales en la enfermedad de Parkinson John C: Problemas posturales en trastornos cerebelosos Thomas L: Problemas posturales en la parálisis cerebral infantil dipléjica espástica Malachi: Problemas posturales en la parálisis cerebral infantil atetoide/espástica grave Sue: Problemas posturales en la esclerosis múltiple Resumen Capítulo 11 Manejo clínico de los pacientes con un trastorno del control postural Introducción Modelo conceptual para la rehabilitación del equilibrio Examen Seguridad –La primera preocupación Examen del efecto del equilibrio sobre la participación Examen del equilibrio en actividades funcionales Valoración de estrategias para el equilibrio Examen de alteraciones subyacentes Evaluación: interpretación de los resultados del examen Rehabilitación del equilibrio orientada a la tarea Sistema motor Sistemas sensoriales Sistemas cognitivos Integrándolo todo Evidencia derivada de la investigación para una estrategia orientada a la tarea 15 en la rehabilitación del equilibrio Mejoras en la participación – prevención de caídas basada en la evidencia Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio PARTE III FUNCIONES DE LA MOVILIDAD Capítulo 12 Control de la movilidad normal Introducción Movilidad en el modelo CIF Sistemas motores y marcha Requisitos esenciales de la locomoción: progresión, control postural y adaptación Caracterización de la marcha en estado estable Adaptación de la marcha: contribuciones del control del equilibrio reactivo y proactivo en la marcha Iniciación de la marcha Mecanismos de control para la marcha Generadores de patrones para la marcha Influencias descendentes Contribuciones musculoesqueléticas a la marcha Sistemas sensoriales y control de la marcha Sistemas somatosensoriales Visión Sistema vestibular Sistemas cognitivos y marcha Desempeño de doble tarea durante la marcha en estado estable Ejecución de doble tarea durante el paso de obstáculos Marcha en escaleras Ascenso Descenso Adaptación de los patrones de marcha en la escalera a los cambios en las señales sensoriales Otras formas de movilidad más allá de la marcha Transferencias y movilidad en la cama Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio 16 Capítulo 13 Desarrollo de la movilidad Introducción Desarrollo de los sistemas motores y la marcha Desarrollo de la marcha en equilibrio en estado estable Desarrollo de la adaptación Ampliación del repertorio de patrones de marcha en estado estable: carrera, salto de un pie a otro, salto con un solo pie y galope Sistemas sensoriales Sistemas cognitivos Desarrollo de otras habilidades de la movilidad Desarrollo del volteo Desarrollo de la posición de decúbito supino a la bipedestación Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 14 Envejecimiento y movilidad Introducción Disfunción de la marcha: ¿envejecimiento o patología? Sistemas motores y marcha Cambios relacionados con la edad en la marcha en estado estable Cambios relacionados con la edad en la adaptación de la marcha: equilibrio reactivo y proactivo Cambios en el control musculoesquelético relacionados con la edad Contribución de las enfermedades a los cambios de la marcha en adultos mayores Cambios en los sistemas sensoriales y la marcha relacionados con la edad Somatosensibilidad Vista Vestibular Cambios en los sistemas cognitivos y la marcha relacionados con la edad Cambios en el desempeño de dobles tareas durante la marcha uniforme relacionados con la edad Cambios relacionados con la edad en el desempeño de dobles tareas al sortear obstáculos Influencias cognitivas de la marcha: adultos mayores con temor a caerse Cambios en otras habilidades motoras relacionados con la edad Iniciación de la marcha y marcha retrógrada Subir y bajar escaleras Sedestación a bipedestación Levantarse de la cama 17 Decúbito supino a bipedestación Comparación de las características de la marcha entre lactantes y adultos mayores: comprobación de la hipótesis de regresión Aproximación a un estudio de caso para comprender los cambios motores relacionados con la edad Resumen Respuestas a la actividad de laboratorio Capítulo 15 Movilidad anómala Introducción Sistemas de clasificación Sistemas motores y anomalías de la marcha Paresia/debilidad Espasticidad Pérdida del control selectivo y aparición de sinergias anómalas Problemas de coordinación Alteraciones musculoesqueléticas Alteraciones en la adaptación de la marcha: contribuciones de las alteraciones en el control del equilibrio reactivo y proactivo Sistemas sensoriales y marcha anómala Déficits somatosensoriales Déficits visuales Déficits vestibulares Problemas perceptivos que afectan la marcha Sistemas cognitivos y anomalías de la marcha Trastornos de la marcha con doble tarea ¿Qué factores limitan la participación en el dominio de la movilidad? Trastornos de la movilidad diferentes a la marcha Iniciación de la marchaAscenso y descenso de escaleras Transferencias y movilidad en la cama Aproximación a los estudios de caso para comprender los trastornos del movimiento Jean J y Genise T: Accidente cerebrovascular Mike M: Enfermedad de Parkinson John C: Lesión cerebelosa degenerativa Sue: Esclerosis múltiple Thomas: Diparesia espástica Resumen 18 Capítulo 16 Manejo clínico de pacientes con trastornos de la movilidad Introducción Enfoque orientado a tareas en la exploración Medición de la participación: desempeño de la movilidad en el hogar y la comunidad Medidas estandarizadas de la capacidad para caminar Exploración del patrón de marcha Exploración a nivel de la alteración Medición de la movilidad: ¿son realmente necesarias todas estas pruebas y medidas? Transición al tratamiento Planteamiento de objetivos Enfoque orientado a tareas en el entrenamiento locomotor Intervenciones realizadas a nivel de la alteración Intervención a nivel de la estrategia: mejora del patrón de marcha Adaptación del entrenamiento: tareas complejas de la marcha Mejora de la participación y disminución de la discapacidad de la movilidad Reentrenamiento de otras habilidades de la movilidad Ascenso y descenso de escaleras Transferencias y movilidad en la cama Importancia de tareas y demandas del entorno cambiantes Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio PARTE IV MOVIMIENTOS DE ALCANCE, PRENSIÓN Y MANIPULACIÓN Capítulo 17 Alcance, prensión y manipulación normales Introducción Principios del control del movimiento Control anticipatorio (feedforward) y por retroalimentación (feedback) del movimiento Localización de un objetivo Coordinación ojos-cabeza-tronco Interacciones entre los movimientos de los ojos y las manos Alcance y prensión Cinemática del alcance y la prensión Control nervioso de los movimientos de alcance y prensión Sistemas sensoriales 19 Sistemas motores Prensión Clasificación de los patrones de prensión Control anticipatorio de los patrones de prensión: formación de la prensión de precisión Tareas de prensión y levantamiento Coordinación del alcance y la prensión Principios generales del control nervioso del alcance y la prensión Características estables del movimiento: programas motores Tiempos de reacción para el alcance y la prensión Ley de Fitts ¿Cómo el sistema nervioso planifica los movimientos? Estrategias de coordenadas musculares, de coordenadas del ángulo articular y de coordenadas del punto final Teorías de programación basadas en la distancia frente a la ubicación final Interferencia entre el alcance y el desempeño de tareas cognitivas secundarias Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 18 Alcance, prensión y manipulación: cambios durante la vida Introducción Principios subyacentes al desarrollo de las conductas de alcance Importancia de los reflejos en el desarrollo de las conductas de alcance Conductas de alcance: ¿innatas o aprendidas? Localización de un objetivo: coordinación ojo-cabeza Desplazamiento de la mirada Seguimiento de objetos en movimiento Desarrollo de las vías visuales para el alcance Desarrollo de la coordinación ojos-cabeza-manos Movimientos de alcance y prensión Factores motores Componentes sensoriales Desarrollo de la prensión ¿Cuándo aparece el control anticipatorio para la prensión y elevación de objetos? Adaptación de las fuerzas de prensión Aprendizaje del alcance y la prensión de objetos en movimiento (atrapar) Componentes cognitivos Importancia de la experiencia en el desarrollo de la coordinación ojo-mano Tareas de tiempo de reacción para el alcance 20 Ley de Fitts Cambios en adultos mayores Alcance: cambios con la edad Cambios en la prensión relacionados con la edad Adaptación para el alcance y la prensión: cambios relacionados con el envejecimiento Compensación y reversibilidad de la reducción en el desempeño del alcance Aproximación a un estudio de caso para comprender los cambios relacionados con el envejecimiento sobre el alcance, la prensión y la manipulación Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Capítulo 19 Alcance, prensión y manipulación anómalas Introducción Problemas en la localización del objetivo Déficits visuales y localización del objeto Problemas con la coordinación ojo-cabeza-mano Problemas con el alcance y la prensión Alteraciones de la prensión Problemas con la prensión Problemas en la manipulación con las manos Problemas con la liberación de objetos Acoplamiento entre extremidades y tareas bimanuales Alcance y prensión en la extremidad ipsolesional no parética Apraxia Aproximación a los estudios de caso para comprender los trastornos de la extremidad superior Jean J. y Genise T.: problemas de alcance y prensión después de un ACV Mike M: problemas de alcance y prensión en la enfermedad de Parkinson John C: problemas de alcance y prensión después de trastornos cerebelosos Thomas: problemas de alcance y prensión en la parálisis cerebral infantil Malachi: problemas de alcance y prensión en la parálisis cerebral infantil distónica/espástica grave Sue: problemas de alcance y prensión en la esclerosis múltiple Resumen Capítulo 20 Tratamiento clínico del paciente con trastornos del alcance, la prensión y la manipulación Introducción Valoración 21 Evaluación del efecto de la prensión sobre la participación Examen de la prensión en actividades funcionales Valoración de alteraciones subyacentes Valoración: Interpretación de los resultados del examen Objetivos a largo plazo Objetivos a corto plazo Objetivos identificados por los pacientes Rehabilitación del agarre orientado a tareas Intervención para las alteraciones subyacentes Intervención para estrategias sensoriomotoras Intervenciones a nivel funcional Formas de mejorar la participación Resumen Respuestas a las actividades de laboratorio Referencias Índice alfabético de materias 22 l movimiento es esencial para que los individuos seamos capaces de caminar, correr y jugar; para buscar y comer el alimento que nos nutre; para comunicarnos con amigos y familiares y ganarnos la vida, es decir, en esencia, sobrevivir”. 23 Objetivos de aprendizaje Una vez que el lector revise este capítulo, será capaz de: 1. Definir el control motor y conocer la importancia del tratamiento clínico en pacientes con alteraciones del movimiento. 2. Conocer la forma en que los factores propios del individuo, las tareas y el ambiente, influyen en la organización y el control del movimiento. 3. Definir qué se entiende por teoría del control motor y describir la utilidad que tiene en la práctica clínica. 4. Comparar y contrastar las siguientes teorías del control motor: refleja, jerárquica, programación motora, de sistemas, sistemas dinámicos y ecológica, y las personas que las propusieron, los elementos decisivos para explicar el control del movimiento normal, sus limitaciones y aplicaciones clínicas. 5. Conocer la relación entre las teorías del control motor y el desarrollo paralelo de métodos clínicos aplicables en la rehabilitación neurológica. 6. Comparar y contrastar los planteamientos de neurofacilitación en el enfoque orientado a tareas, en lo que respecta a las suposiciones que fundamentan el control normal y patológico del movimiento, la recuperación de la función y las prácticas clínicas propias de la valoración y el tratamiento. INTRODUCCIÓN ¿Qué es el control motor? El movimiento es una función indispensable para la vida. Es esencial para que el individuo pueda caminar, correr y jugar; buscar y comer el alimento; comunicarse con amigos y familiares y ganarse la vida; en esencia, sobrevivir. El campo del control motor se orienta a estudiar la naturaleza del movimiento y cómo éste es 24 controlado. El término control motor se define como la capacidad de regular o dirigir los mecanismos que son esenciales para que se produzca el movimiento. Plantea preguntas como: ¿de qué forma el sistema nervioso central (SNC) organiza los innumerables músculos y articulaciones para generar movimientos funcionales coordinados? ¿De qué maneraes utilizada la información sensorial proveniente del entorno y del cuerpo para seleccionar y regular el movimiento? ¿Dé qué forma la propiocepción, las tareas que realizamos y el entorno en el que nos movemos influyen en nuestro comportamiento del movimiento? ¿Cuál es la mejor manera de estudiar el movimiento y cómo éste puede ser cuantificado en pacientes con problemas en el control motor? ¿Por qué los terapeutas deben estudiar el control motor? Los fisioterapeutas y los terapeutas ocupacionales han sido considerados “los fisiólogos del control motor aplicado” (Brooks, 1986). Ello se debe a que dichos terapeutas dedican gran parte de su tiempo a la rehabilitación de pacientes con problemas de control motor que originan trastornos funcionales del movimiento. La valoración y el tratamiento de dichos trastornos dependen de diversos factores, incluidos los conocimientos de las bases neurales para el control del movimiento normal y la fisiopatología en las alteraciones del movimiento. Las estrategias de valoración y tratamiento deben ser coherentes con los conocimientos actuales en lo referente a las bases neurales de los trastornos del movimiento. Las estrategias terapéuticas se han elaborado para mejorar la calidad y la cantidad de posturas y movimientos esenciales para la función de cada individuo. En consecuencia, para la práctica clínica es indispensable conocer el control motor y, en particular, la naturaleza y el dominio del movimiento normal y del patológico. Se iniciará con el estudio del control motor a través de la exposición de aspectos importantes sobre la naturaleza y el control del movimiento. A continuación, se analizarán las diversas teorías del control motor considerando los supuestos en que se basan y sus consecuencias clínicas. Por último, se revisará la forma en que las teorías del control motor se vinculan con prácticas clínicas pasadas y presentes. COMPRENDER LA NATURALEZA DEL MOVIMIENTO El movimiento es producto de la interacción de tres factores: el individuo, la actividad y el ambiente. El movimiento se organiza alrededor de las demandas de la tarea y del entorno. La persona genera movimientos para cumplir las demandas de la tarea que se realiza dentro de un entorno específico. De esta forma, puede decirse que la organización del movimiento está condicionada por factores intrínsecos a la persona, la tarea y el entorno. La capacidad del individuo para satisfacer las demandas de interacción, tarea y entorno determina la capacidad del funcionamiento que posee. La investigación del control motor que se centre sólo en los procesos 25 internos de la persona, sin considerar el entorno en el que se mueve el individuo o la tarea que está realizando, llevará a una visión incompleta. En consecuencia, en esta obra, las exposiciones de lo que constituye el control motor se orientarán a las interacciones entre la persona, la tarea o actividad, y el entorno o ambiente. La figura 1.1 ilustra dicho concepto. Sistemas individuales subyacentes al control motor Dentro del individuo, el movimiento surge gracias a la labor de cooperación de numerosas estructuras y procesos cerebrales. Por sí mismo, el término control “motor” es algo confuso, ya que el movimiento es consecuencia de la interacción de múltiples sistemas como son el sensorial/perceptivo, cognitivo y motor/de acción. Sistemas motores/de acción El conocimiento del control motor requiere conocer cómo los sistemas motores (sistema neuromuscular y biomecánico) contribuyen al control del movimiento funcional. El cuerpo se caracteriza por el gran número de músculos y articulaciones que es necesario controlar durante la ejecución de movimientos coordinados funcionales. También hay múltiples formas para llevar a cabo un mismo movimiento (soluciones equivalentes múltiples). Se ha conocido como “grados de libertad del problema” al dilema de escoger entre diversas soluciones equivalentes múltiples para después coordinar los numerosos músculos y articulaciones que participan en un movimiento (Bernstein, 1967). El dilema es considerado como un tema trascendente que es parte del estudio de los investigadores del control motor y será analizado en capítulos posteriores. Por todo lo expuesto, el estudio del control motor incluye el análisis de los sistemas motores que regulan el movimiento funcional. 26 FIGURA 1.1 El movimiento (M) emerge por la interacción entre el individuo (I), la tarea (T) y el entorno (E). Sistemas sensoriales/perceptivos La sensación y la percepción son funciones esenciales para el control del movimiento funcional. La segunda es la integración de las sensaciones en información cognitiva significativa. También abarca mecanismos sensoriales periféricos y niveles superiores de procesamiento que incorporan la interpretación y el significado a la información aferente. Los sistemas sensoriales/perceptivos aportan información sobre el estado del cuerpo (como la posición de diversas partes corporales en el espacio) y características dentro del entorno que son indispensables para la regulación del movimiento. La información sensorial y perceptiva debe integrarse para actuar eficazmente dentro de un entorno concreto (Rosenbaum, 1991). Por lo tanto, comprender el movimiento obliga a estudiar los sistemas que controlan la sensibilidad y la percepción y su participación en el control del movimiento funcional. Sistemas cognitivos Dado que el movimiento no se realiza en ausencia de intención para emprenderlo, los procesos cognitivos son esenciales para el control motor. En esta obra se definen de forma amplia los procesos cognitivos, de modo que incluyan la atención, la planificación, la resolución de problemas, la motivación y los aspectos emocionales del control motor que subyacen al establecimiento de objetivos o metas. El control motor comprende los sistemas de percepción y acción que se organizan para alcanzar objetivos de forma específica. Por lo tanto, el estudio del control motor debe abarcar el estudio de los procesos cognitivos en su relación con la percepción y la acción. 27 FIGURA 1.2 Contribuciones que hacen el individuo (I), la tarea (T) y el entorno (E) al control del movimiento. Dentro del individuo el movimiento surge de la interacción de los sistemas sensorial/perceptivo (S/P), cognitivo (C), y motor/de acción (M/A). Las restricciones del entorno (E) en el movimiento se dividen en factores reguladores y no reguladores. Por último, los atributos de la tarea (T) contribuyen a la organización del movimiento funcional. En este texto, se insiste en el control neural de tres tareas: Control postural, Movilidad y Función de las extremidades superiores. Como se muestra en la figura 1.2, dentro del individuo (I), interactúan innumerables sistemas en la producción del movimiento funcional. Mientras que cada uno de estos sistemas categorizados como sensorial/perceptivo (S/P), cognitivo (C) y motor/de acción (M/A) pueden estudiarse de forma aislada, sólo podrá obtenerse una imagen real de la naturaleza del control motor con una síntesis de la información que aportan los tres elementos mencionados. Restricciones de la tarea en el control del movimiento En la vida cotidiana, la persona realiza una extraordinaria variedad de tareas funcionales que obligan a la participación de muy diversas estrategias de movimiento. El tipo de tarea realizada ejerce un enorme impacto en la organización de las redes neuronales que intervienen en el movimiento. Por ejemplo, las tareas de movimiento abiertas, como jugar al fútbol o al tenis, obligan a quienes las realizan a adaptar las estrategias de movimiento a un entorno siempre cambiante y a menudo impredecible. 28 Por todo ello se necesita una vigilancia constante de sensaciones aferentes o entradas de información, que después son utilizadas para actualizar, modificar y regular las respuestas motoras. A diferencia de ello, las tareas de movimiento cerradas se realizan en un entorno relativamente fijo o anticipable y dependen menos de la vigilancia constante de los impulsos aferentesrelacionadas con los cambios del entorno. Se recomienda al lector consultar la tabla 1.1, donde puede observarse un esquema de clasificación de los diferentes tipos de tareas de movimiento. Por lo tanto, para comprender el control motor es necesario tener conocimiento de la forma en que las tareas regulan los mecanismos neuronales que controlan el movimiento. La figura 1.2 ilustra las tres tareas de control motor que aparecen en este libro. La importancia de llevar a la práctica tareas en la rehabilitación de personas con trastornos del movimiento es un hecho aceptado sin reservas por los clínicos. Sin embargo, qué tipo de tareas deben ser realizadas, en qué orden y en qué momento son aspectos que no están tan claros. La comprensión de las características de la tarea permite proporcionar un marco para estructurarlas dentro de una taxonomía. De esta forma, será posible ordenarlas desde la más fácil hasta la más difícil, con base en la relación que guardan con un atributo común. En el entorno clínico, a menudo se agrupan las tareas en categorías funcionales generales como tareas de movilidad en la cama, actividades de la vida diaria (AVD) (p. ej., vestirse, ir al baño, asearse y alimentarse) o las actividades instrumentales de la vida diaria (AIVD) (p. ej., trabajar, realizar labores domésticas y manejo del dinero). T A B L A Esquema de clasificación para diferentes tipos de tareas de movimiento Categoría de la tarea Rasgo diferencial Específica frente a continuada Las tareas de movimiento específicas como chutar un balón, cambiar de la posición de sedestación a bipedestación o estirarse, tienen un comienzo y un final identificable. En el caso de los movimientos continuados como caminar y correr, el punto final de la tarea no es una característica inherente a la misma, sino que quien la realiza lo decide arbitrariamente (Smith, 1988b) Cerrada frente a abierta Las tareas de movimiento abiertas como jugar al fútbol o al tenis obligan a quienes las realizan a adaptar estrategias de movimiento a un entorno en continuo cambio y a menudo impredecible. Las tareas de movimiento cerradas se practican en entornos relativamente fijos o que son predecibles Estabilidad frente a movilidad Las tareas de estabilidad, como sentarse o estar de pie, se realizan con una base de apoyo que no se mueve, mientras que las tareas de movilidad, como caminar o correr, requieren el desplazamiento de la base de apoyo Tareas de manipulación frente a tareas sin manipulación Las tareas de manipulación comprenden el movimiento de las extremidades superiores T A B L A Taxonomía de tareas que combina los continuos de estabilidad/movilidad y 29 cerrado/abierto Estabilidad (BAinmóvil) Movilidad (BA móvil) Entorno predecible y cerrado Sedestación o bipedestación sobre una superficie inmóvil Marcha/superficie inmóvil Entorno impredecible y abierto Sedestación o bipedestación sobre una base de espuma o en una tabla de equilibrio Marcha en una superficie irregular o en movimiento En lugar de clasificar las tareas sobre bases funcionales, una alternativa es subdividirlas con base en algún factor crítico similar. La tabla 1.2 resume y define algunas categorías de tareas. Una taxonomía de tareas puede proporcionar un marco útil para la evaluación y el tratamiento. Permite al terapeuta la identificación de los tipos específicos de tareas que son difíciles de llevar a cabo por los pacientes. Además, el conjunto de tareas puede servir como una progresión que indique la evolución de los movimientos funcionales para la recuperación o rehabilitación de pacientes con un trastorno neurológico. En la tabla 1.2 se incluye un ejemplo de taxonomía de tareas mediante dos atributos: estabilidad/movilidad y previsibilidad del entorno. Una vez desarrollada la taxonomía, el terapeuta decide el orden en que realizará las tareas. Por ejemplo, las tareas iniciales más fáciles son las de estabilidad practicada en un entorno cerrado, mientras que las más difíciles son las de movilidad en un entorno abierto. Sin embargo, dependerá del paciente si las tareas de estabilidad en un entorno abierto deben practicarse antes de las de movilidad en un entorno cerrado. La sección Actividad de laboratorio 1-1 brinda al lector la oportunidad de elaborar su propia taxonomía de tareas y escoger el orden que seguirá el paciente con ella. Al final de este capítulo se incluyen las respuestas a dicha actividad. ACTIVIDAD DE LABORATORIO Objetivo: el estudiante debe valorar elabore su propia taxonomía de tareas de movimiento. Procedimiento: realice un gráfico como el señalado en la tabla 1.2. Identifique dos categorías de tareas que desearía combinar. Puede comenzar utilizando una o más de las categorías descritas en la tabla 1.1 o bien puede crear las suyas propias basándose en características de las tareas de movimiento que no se hayan expuesto en el texto. En el ejemplo mostrado se combinan el continuo estabilidad-movilidad con el continuo abierto-cerrado. Tarea 1. Rellene los espacios con ejemplos de tareas que reflejen las demandas de cada uno de los continuos. 2. Piense de qué forma el paciente podría “progresar” a través de su taxonomía. ¿Qué premisas tiene el lector sobre qué tareas son las más fáciles y cuáles las más difíciles? ¿Existe una forma “correcta” para moverse dentro de la taxonomía? ¿Cómo decidirá qué tarea o tareas utilizará y en qué orden? Restricciones del entorno en el control del movimiento 30 Las tareas se realizan en entorno diversos. En consecuencia, además de los atributos propios de la tarea, el movimiento también se ve restringido por características del entorno. Para que esta tarea sea funcional, el SNC debe tomar en consideración los atributos del entorno cuando planifique movimientos específicos para tareas concretas. Como se muestra en la figura 1.2, los atributos del entorno que influyen en el movimiento se han dividido en funciones reguladoras y no reguladoras (Gordon, 1987). Las funciones reguladoras son los aspectos del entorno que dan forma al movimiento por sí mismo. Los movimientos específicos para una tarea concreta deberán ajustarse a las características reguladoras del entorno para alcanzar así el objetivo propuesto. Algunos ejemplos de características reguladoras del entorno son el tamaño, la forma y el peso de una taza o el tipo de superficie sobre la cual caminamos (Gordon, 1997). Las características no reguladoras del entorno pueden influir en la realización, pero el movimiento no tiene que ajustarse a ellos. Ejemplos de signos de ese tipo en el entorno incluyen el ruido ambiental y la presencia de distracciones. Por todo lo expuesto, un elemento esencial para planificar una intervención eficaz es el conocimiento de las características del entorno que regulan e influyen en la realización de tareas de movimiento. Preparar a los pacientes para que realicen tareas en entornos de muy diverso tipo obliga a entender las características de estos entornos que afectarán el rendimiento del movimiento y que prepararán adecuadamente a los pacientes para cumplir con las demandas de cada uno de ellos. Los investigadores han explorado la forma en que la naturaleza del movimiento depende de la interacción del individuo, la tarea y el entorno. En consecuencia, el movimiento que se observa en los pacientes está determinado no sólo por sistemas propios de la persona como las alteraciones sensoriales, motoras y cognitivas, sino también por las características de la tarea a realizar y el entorno en que se desenvuelve el individuo. Se explorará el control del movimiento desde diferentes puntos de vista teóricos. CONTROL DEL MOVIMIENTO: TEORÍAS DEL CONTROL MOTOR Las teorías del control motor describen cómo el movimiento es controlado. Una teoría del control motor es un conjunto de ideas abstractas sobre el control del movimiento. Una teoría es un conjunto de planteamientos interconectados que describen estructuras o procesos no observables y los vinculan entre sí y con fenómenos observables. Jules Henri Poincare(1908) señaló: “la ciencia es una integración de hechos, como lo es una casa construida de piedra; sin embargo, la acumulación de hechos no es ciencia, como no es una casa una pila de piedras”. Una teoría es lo que da significado a los hechos, de la misma forma que un plano señala la estructura que transforma las piedras en una casa (Miller, 2002). Sin embargo, del mismo modo que piedras iguales pueden utilizarse para construir casas diferentes, los mismos hechos pueden tener significados e interpretaciones distintos con base en teorías diferentes del control motor. Estas últimas en su 31 diversidad reflejan criterios abstractos heterogéneos en cuanto a la forma en que el cerebro controla el movimiento. Dichas teorías suelen reflejar diferencias de criterio relacionadas con la importancia relativa que tienen los diferentes componentes neuronales del movimiento. Por ejemplo, algunas destacan las influencias periféricas; otras enfatizan las influencias centrales, mientras que otras pueden resaltar la utilidad de la información proveniente del entorno para controlar la conducta. Por todo lo expuesto, las teorías del control motor son algo más que un enfoque para explicar una acción; a menudo hacen hincapié en aspectos diferentes de la organización de la neurofisiología y la neuroanatomía básicas de dicha acción. Algunas teorías del control motor consideran al cerebro como una caja negra y simplemente estudian las normas por las cuales éste interactúa con entornos cambiantes a medida que se realizan tareas muy diversas. Como será posible advertir, no hay una sola teoría aceptada unánimemente. Valor de la teoría aplicada a la práctica ¿Influyen realmente las teorías sobre lo que los terapeutas hacen con sus pacientes? Sí. Las prácticas de rehabilitación reflejan las teorías o ideas básicas que tienen los miembros del personal asistencial en cuanto a la causa y la naturaleza de la función y la disfunción (Shepard, 1991). En términos generales, las acciones de los terapeutas se basan en supuestos que se derivan de las teorías. Las prácticas específicas vinculadas con la evaluación y la intervención utilizadas con los pacientes con algún trastorno del control motor vienen determinadas por suposiciones básicas sobre la naturaleza y la causa del movimiento. Como consecuencia, la teoría sobre el control motor es parte de la base teórica necesaria para la práctica clínica. Este planteamiento se expone en mayor detalle en la última sección del presente capítulo. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar teorías en la práctica clínica? Las teorías proporcionan lo siguiente: • Un marco conceptual para interpretar la conducta. • Una guía para las acciones clínicas. • Nuevas ideas. • Hipótesis de trabajo para la valoración y la intervención. Marco conceptual para interpretar la conducta Las teorías pueden ayudar a los terapeutas a interpretar el comportamiento o las acciones de los pacientes que atienden. Permiten a los profesionales ir más allá del comportamiento de un paciente y ampliar el ámbito de aplicación a un número mucho mayor de casos (Shepard, 1991). La utilidad de las teorías puede ser mayor o menor, según su capacidad de anticipar o explicar el comportamiento de un paciente individualmente. Cuando una de estas teorías, y sus hipótesis relacionadas, no permiten la interpretación precisa del comportamiento de un paciente, deja de ser útil para el terapeuta. Por consiguiente, las teorías pueden limitar la capacidad del terapeuta para observar e interpretar problemas de movimiento en sus pacientes. 32 Guía para las acciones clínicas Las teorías constituyen una guía posible para las acciones de los terapeutas (Miller, 2002; Shepard, 1991). Las intervenciones clínicas diseñadas para mejorar el control motor en una persona con disfunción neurológica se basan en el conocimiento de la naturaleza y la causa del movimiento normal, así como en la comprensión de las bases del movimiento anómalo. Las estrategias terapéuticas destinadas a la rehabilitación del control motor reflejan tales conocimientos básicos. Nuevas ideas: dinámicas y evolución Las teorías son dinámicas y cambian para reflejar conocimientos más amplios relacionados con ellas. ¿De qué forma las teorías dinámicas afectan la práctica clínica relacionada con la rehabilitación del paciente con trastornos en el control motor? Las teorías cambiantes y cada vez más amplias sobre el control motor no deben ser causa de frustración para los clínicos. La expansión de las teorías puede ampliar y enriquecer las posibilidades de la práctica clínica. Las nuevas ideas relacionadas con la valoración y la intervención evolucionarán para mostrar nuevas ideas sobre la naturaleza y la causa del movimiento. Hipótesis de trabajo para la valoración y la intervención Por su carácter abstracto, es imposible someter a prueba, directamente, una teoría. Más bien, las teorías generan hipótesis que se pueden comprobar. La información obtenida a través de la verificación de las hipótesis se utiliza para validar o invalidar una teoría. Este mismo enfoque es útil en la práctica clínica. La denominada práctica clínica impulsada por hipótesis transforma al terapeuta en un elemento que busca la solución activa de un problema (Rothstein y Echternach, 1986; Rothstein et al., 2003). El empleo de este enfoque para rehabilitar al paciente con trastornos del control motor requiere que el terapeuta plantee múltiples hipótesis (explicaciones) de por qué se mueven los pacientes (o no se mueven) de manera que alcancen su independencia funcional. Durante el curso de la terapia, los terapeutas someterán a prueba diversas hipótesis, desecharán algunas y generarán nuevas explicaciones más consistentes con sus resultados. Cada una de las teorías expuestas en este capítulo han contribuido de forma específica en el ámbito del control motor, y cada una tiene implicaciones para el clínico que rehabilita a personas con trastornos del control motor. Es importante entender que todos los modelos están aunados por el intento de entender la naturaleza y el control del movimiento. La diferencia reside en el enfoque. Teoría refleja Sir Charles Sherrington, neurofisiólogo de finales del siglo XIX, escribió el libro The integrative Action of the Nervous System en 1906. Sus investigaciones sentaron las bases experimentales de la teoría clásica refleja del control motor. La estructura básica de un reflejo se muestra en la figura 1.3. Para dicho investigador, los reflejos eran los pilares fundamentales de un comportamiento complejo. En su opinión, el comportamiento complejo se podía explicar por la acción combinada de reflejos 33 individuales encadenados (Sherrington, 1947). Durante 50 años, no hubo objeción a las ideas de Sherrington sobre las bases reflejas del movimiento, y hoy día continúan influyendo en el pensamiento sobre el control motor. Limitaciones La teoría refleja del control motor presenta diversas limitaciones (Rosenbaum, 1991). En primer lugar, es imposible considerar un reflejo como la unidad básica del comportamiento si dentro de las categorías de comportamiento motor se reconoce a los movimientos espontáneos e involuntarios, ya que el reflejo debe ser activado por un agente externo. En segundo lugar, la teoría refleja del control motor no explica ni predice adecuadamente el movimiento que se produce en ausencia de un estímulo sensorial. Hace ya muchos años se constató que los animales pueden desplazarse de una forma relativamente coordinada sin que existan aferencias sensoriales (Taub y Berman, 1968). En tercer lugar, la teoría no explica movimientos rápidos, es decir, sucesiones de movimientos que se producen con demasiada rapidez como para que haya retroalimentación sensorial basada en el movimiento anterior que desencadene al siguiente. Por ejemplo, una mecanógrafa experta y eficaz, se mueve de una tecla a la siguiente con tal rapidez que no hay tiempo para que la información sensorial de una pulsación active la siguiente. FIGURA 1.3 La estructura básica de unreflejo consiste en un receptor, un conductor y un efector. En cuarto lugar, el concepto de que una cadena de reflejos pueda crear comportamientos complejos no explica el hecho de que un solo estímulo origine respuestas variables según el contexto y órdenes “descendentes”. Por ejemplo, hay ocasiones en que la persona necesita anular reflejos para alcanzar un objetivo. Por ejemplo, cuando tocamos algo caliente se origina el reflejo de retiro de la mano. Sin embargo, si un niño está dentro de un incendio, podemos vencer al reflejo y rescatar al niño del fuego. Por último, la cadena refleja no explica la capacidad de producir movimientos nuevos. Estos últimos ponen en marcha combinaciones únicas de estímulos y respuestas con base en las normas previamente aprendidas. Un violinista que ha aprendido una pieza en el violín y que también sabe tocar el violonchelo, puede ejecutar esa pieza en el segundo instrumento incluso sin haber practicado con él. El 34 violinista aprendió las reglas para tocar la pieza y las aplicó a la nueva situación. Consecuencias clínicas ¿De qué forma la teoría refleja del control motor se podría utilizar para interpretar el comportamiento de un paciente y que sirva de orientación para las acciones del terapeuta? Si los reflejos encadenados o “compuestos” son las bases para el movimiento funcional, las estrategias clínicas diseñadas para evaluar los reflejos deberían permitir a los terapeutas predecir la función. Además, los comportamientos motores de un paciente se interpretarían en términos de la presencia o ausencia de reflejos de control. Por último, la rehabilitación del control motor para realizar tareas funcionales se centraría en aumentar o disminuir el efecto de los reflejos durante las tareas motoras. Teoría jerárquica Numerosos investigadores han contribuido a la idea de que el sistema nervioso está organizado de forma jerárquica. Entre ellos, Hughlings Jackson, clínico inglés, afirmó que el cerebro tiene niveles de control superiores, medios e inferiores, equivalentes a áreas superiores de asociación, la corteza motora y niveles medulares de función motora (Foerster, 1997). En términos generales, el control jerárquico ha sido definido como la organización del SNC de arriba a abajo, es decir, cada nivel superior ejerce control sobre el inferior, como se muestra en la figura 1.4. En una jerarquía vertical estricta, las líneas de control no se entrecruzan y, por ello, no hay un control desde abajo hacia arriba. En la década de 1920, Rudolf Magnus comenzó a explorar la función de diferentes reflejos en distintas partes del sistema nervioso. Encontró que los reflejos controlados por niveles más bajos de la jerarquía neural aparecen sólo cuando los centros corticales se encuentran dañados. Estos resultados fueron interpretados después para sugerir que los reflejos eran parte de una jerarquía del control motor en la que los centros superiores inhibían normalmente a estos centros reflejos inferiores (Magnus, 1925; 1926). Más adelante, Georg Schaltenbrand (1928) utilizó los conceptos de Magnus para explicar el desarrollo de la movilidad en niños y adultos. Describió el desarrollo de la movilidad humana en términos de aparición y desaparición de una progresión de reflejos ordenados jerárquicamente. Continuó señalando que las alteraciones del sistema nervioso podrían dar lugar a la persistencia de reflejos primitivos de niveles inferiores. Sugirió que el conocimiento completo de todos los reflejos permitiría conocer la edad neural de un niño o de un paciente con disfunción del control motor. 35 FIGURA 1.4 La teoría jerárquica se caracteriza por una estructura de arriba hacia abajo, en la que los centros superiores están siempre a cargo de los centros inferiores. A finales de la década de 1930, Stephan Weisz (1938) dio a conocer que las reacciones reflejas organizadas jerárquicamente eran la base del equilibrio en seres humanos. Describió la ontogénesis de los reflejos de equilibrio en el desarrollo normal de un niño y planteó una relación entre la maduración de dichos reflejos y la capacidad del pequeño para sentarse, estar de pie y caminar. Los resultados de estos experimentos y observaciones se combinaron y se les conoce a menudo en la literatura científica como la teoría refleja/jerárquica del control motor. Esta teoría sugiere que el control motor emerge de los reflejos que están insertos dentro de los niveles jerárquicamente organizados del SNC. En la década de 1940, Arnold Gesell (Gesell, 1954; Gesell y Armatruda, 1947) y Myrtle McGraw (McGraw, 1945), dos conocidos investigadores del desarrollo, hicieron descripciones detalladas de la maduración de los niños. Estos investigadores aplicaron el pensamiento científico actual acerca de la jerarquización refleja del control motor para explicar el comportamiento que observaron en los niños. Atribuyeron el desarrollo motor normal a la corticalización cada vez mayor del SNC que produce la aparición de niveles superiores de control sobre los reflejos de nivel inferior. Esto se dio a conocer como la teoría de la neuromaduración del desarrollo. En la figura 1.5 se muestra un ejemplo de esta teoría. En ella se da por sentado que la maduración del SNC es el agente primario para los cambios en el desarrollo. Minimiza la importancia de otros factores, como los cambios musculoesqueléticos, durante el desarrollo. Conceptos actuales relacionados con el control jerárquico A partir de la obra original de Hughlings Jackson, se ha planteado un concepto nuevo del control jerárquico. Los neurocientíficos actuales han confirmado la importancia de elementos de la organización jerárquica en el control motor. Se ha modificado el concepto de una jerarquía estricta, en que siempre tengan el control los centros superiores. Los conceptos actuales que describen el control jerárquico dentro del sistema nervioso aceptan el hecho de que cada nivel de dicho sistema pueda actuar en otros niveles (superiores e inferiores) dependiendo de la tarea a realizar. Además, se ha modificado la participación de los reflejos en el movimiento. Ya no se consideran el único factor determinante del control motor, sino que son uno de los muchos procesos importantes en la generación y el control del mismo. 36 Limitaciones Una de las limitaciones de la teoría refleja/jerárquica del control motor es que no puede explicar el predominio de un comportamiento reflejo en determinadas situaciones en adultos sanos. Por ejemplo, si una persona tropieza con un obstáculo, inmediatamente retirará la pierna. Ello constituye un ejemplo de un reflejo situado en el nivel más bajo de la jerarquía que domina la función motora y es ejemplo del control de abajo-arriba. Por consiguiente, es importante que el clínico sea cauto en las suposiciones de que todos los comportamientos de bajo nivel son primitivos, inmaduros y de inadaptación, mientras que los comportamientos de nivel superior (corticales) son maduros, adaptativos y apropiados. FIGURA 1.5 La teoría de la neuromaduración del desarrollo motor se basa en la teoría refleja/jerárquica del control motor y atribuye el desarrollo motor a la maduración de los procesos neurales, incluyendo la aparición y desaparición progresiva de reflejos. Consecuencias clínicas Muchos clínicos han usado el concepto de anomalías en la organización refleja para explicar los desórdenes del control motor en pacientes con trastornos neurológicos. Signe Brunnstrom, una fisioterapeuta que fue una de las pioneras en la rehabilitación temprana de accidentes cerebrovasculares, utilizó la teoría jerárquica refleja para describir los trastornos del movimiento tras una lesión de la corteza motora. Ella señaló que “cuando la influencia de los centros superiores se interfiere temporal o permanentemente, los reflejos normales se exageran y aparecen los denominados reflejos patológicos” (Brunnstrom, 1970, pág. 3). Berta Bobath, fisioterapeuta inglesa, en sus análisis sobre la actividad refleja postural anómala en niños con parálisis cerebral, declaró que“la liberación de respuestas motoras integradas en niveles inferiores para escapar de influencias restrictivas de centros superiores, en particular los de la corteza, conduce a una actividad refleja postural anómala” (Bobath, 1965; Mayston, 1992). 37 En la última sección de este capítulo se revisan con mayor detalle las aplicaciones clínicas de la teoría refleja/jerárquica. Teorías de la programación motora Las teorías más recientes del control motor han ampliado los conocimientos sobre el SNC. Los científicos se han apartado de concepciones en las que el SNC sea un sistema principalmente reactivo y han comenzado a explorar la fisiología de las acciones en lugar de la fisiología de las reacciones. Las teorías reflejas han sido útiles para explicar algunos patrones estereotipados de movimiento. Sin embargo, una forma alternativa para analizar los reflejos es considerar que es posible eliminar la aferencia sensorial y aun así tener un patrón de respuesta motora (VanSant, 1987). Si se separan la respuesta motora procedente de un estímulo, nos queda el concepto de un patrón motor central. Esta teoría de un patrón motor central (o programa motor) es más flexible que la teoría refleja porque se puede activar mediante estímulos sensoriales o por procesos centrales. Los científicos que contribuyeron al desarrollo de esta teoría contaron con datos clínicos, psicológicos y biológicos (Bernstein, 1967; Keele, 1968; Wilson, 1961). La teoría de programación motora del control motor ha tenido un apoyo experimental importante. Por ejemplo, al inicio de la década de 1960 se hicieron estudios del control motor en saltamontes o “langosta” y demostraron que el lapso del batir de alas del animal durante el vuelo dependía de un generador rítmico programado. Incluso si se seccionaban los nervios sensoriales, el sistema nervioso por sí mismo generaba las eferencias en ausencia de aferencias; sin embargo, en tal situación el batir de alas se ralentizó (Wilson, 1961). Ello sugirió que el movimiento es posible incluso en ausencia de una acción refleja. Las aferencias, a pesar de que no son esenciales para impulsar el movimiento, desempeñan una función importante para modular la acción. Las conclusiones anteriores fueron respaldadas por investigaciones que estudiaron la locomoción en gatos (Grillner, 1981). Los resultados de estos experimentos indicaron que, en gatos, las redes neurales espinales podrían producir un ritmo locomotor sin aferencias sensoriales ni patrones descendentes provenientes del cerebro. Al cambiar la intensidad de la estimulación a la médula espinal, el gato pudo caminar, trotar o galopar. De ese modo, se demostró una vez más que los reflejos no dirigen la acción, pero que los generadores de patrones centrales (GPC; es decir, programas motores regulados a nivel medular) por sí mismos generaban dichos movimientos complejos como caminar, trotar o galopar. Experimentos adicionales mostraron la importancia que tenían las aferencias sensoriales sobre los GPC (Forssberg et al., 1975). ACTIVIDAD DE LABORATORIO Objetivo: aplicar el concepto de programa motor al movimiento funcional. Procedimiento: firme como lo haría normalmente en un trozo pequeño de papel. Después vuelva a hacer lo mismo en grande sobre una pizarra. Ahora, intente hacerlo de nuevo, pero con la otra mano. 38 Tarea 1. Examine las tres firmas minuciosamente buscando los elementos comunes a todas ellas. 2. Anote los elementos comunes detectados. ¿Cuáles cree que son las causas tanto de los elementos comunes como de las diferencias? ¿Cómo los resultados obtenidos apoyan o contradicen la teoría de la programación motora? Tales experimentos llevaron a la teoría de la programación motora del control motor. Este término se ha utilizado de diferentes maneras por los investigadores, de modo que el lector debe ser cauto en cuanto a la forma en que se utiliza. El término programa motor puede ser utilizado para identificar GPC, es decir, un circuito neural específico similar al que interviene en la generación de la marcha en el gato. En ese caso, el término representa conexiones nerviosas que son estereotipadas y programadas. A pesar de lo mencionado, el término programa motor se usa también para describir los programas motores de nivel superior que representan acciones en términos más abstractos. Datos de innumerables investigaciones en el terreno de la psicología han apoyado la existencia de programas motores organizados de forma jerárquica que almacenan reglas para generar movimientos al grado de que la persona realiza las tareas por medio de diversos sistemas efectores (Keele, 1968). El planteamiento anterior puede ser corroborado al realizar la Actividad de laboratorio 1-2. Como se muestra en la figura 1.6, se ha planteado la hipótesis de que las normas para escribir una palabra determinada se almacenan en un programa motor abstracto dentro de niveles superiores del SNC. En consecuencia, es posible enviar a diversas partes del cuerpo órdenes nerviosas provenientes de dichos centros superiores para realizar una firma. Aun así, los elementos de la firma escrita permanecen constantes, sea cual sea la zona del cuerpo que desempeñe la tarea (Bernstein, 1967). Limitaciones El concepto de GPC amplió la comprensión de la participación del sistema nervioso en el control del movimiento. Sin embargo, dicho concepto nunca se usó para sustituir la importancia de las aferencias sensoriales en el control del movimiento, sino que simplemente amplió el conocimiento sobre la flexibilidad del sistema nervioso para generar movimientos y su capacidad de generarlos en ausencia de retroalimentación. 39 FIGURA 1.6 Niveles de control para los programas motores y sus sistemas eferentes o de salida. Las reglas para la acción están representadas en el nivel más alto, en los programas motores abstractos. Los niveles más bajos de la jerarquía contienen información específica, incluidas las sinergias de respuesta muscular, esenciales para efectuar la acción. Una limitación importante del concepto de programa motor es que tal elemento no puede considerarse como el único factor que controla la acción (Bernstein, 1967). Por ejemplo, dos órdenes idénticas enviadas a los flexores del codo originarán movimientos diferentes, según si el brazo está en reposo a un lado del cuerpo o si la persona lo sostiene por delante de su cuerpo. Las fuerzas de la gravedad actuarán de manera diferente en la extremidad en las dos situaciones y, con ello, modificarán el movimiento. Además, en caso de fatiga de los músculos, órdenes similares del sistema nervioso generarán resultados distintos. En consecuencia, el concepto de programa motor no toma en consideración que el sistema nervioso debe afrontar variables del sistema musculoesquelético y del entorno para lograr el control del movimiento. Consecuencias clínicas Las teorías del programa motor han permitido a los clínicos ir más allá de una explicación refleja en los trastornos del control motor. Las explicaciones de los movimientos anómalos se han ampliado para incluir problemas que resultan de irregularidades en los GPC o en los programas motores de niveles superiores. En pacientes con afectación de los niveles superiores de la programación motora, la teoría de programación motora sugiere la importancia de ayudarles a volver a aprender las normas correctas de acción. Además, las intervenciones que se emprendan deben centrarse en rehabilitar movimientos que sean importantes para una tarea funcional, y no sólo reeducar músculos específicos de forma aislada. Teoría de sistemas En las primeras décadas del siglo XX, Nicolai Bernstein (1896-1966), científico ruso, estudió el sistema nervioso y el cuerpo humano de una forma totalmente novedosa. Antes de esa fecha, los neurofisiólogos se habían centrado principalmente en los aspectos del control nervioso del movimiento. Bernstein, quien también participó en 40 la elaboración de las teorías de programación motora, admitió que es imposible entender el control nervioso del movimientosin comprender las características del sistema que se está moviendo, así como las fuerzas internas y externas que actúan en el cuerpo (Bernstein, 1967). Bernstein, al describir las características del sistema que se está moviendo, concibió al organismo en su totalidad como un sistema mecánico que poseía masa y que estaba sujeto a fuerzas externas, como la gravedad, e internas, como la inercia y las que dependían del movimiento. Demostró que la misma orden del SNC podía originar movimientos muy diferentes por la interconexión de fuerzas externas y variaciones en la situación inicial. Por las mismas razones, órdenes diferentes también podían generar el mismo movimiento. Bernstein sugirió que el control del movimiento integrado probablemente sea distribuido a través de numerosos sistemas que interactúan trabajando en cooperación hasta alcanzar un movimiento. Todo lo anterior permitió que surgiera el concepto del modelo de distribución de control motor (Bernstein, 1967). ¿En qué difiere el enfoque sobre el control motor de Bernstein de los presentados previamente? Él planteó preguntas respecto a un organismo en situaciones de continuos cambios. Obtuvo respuestas en cuanto a la naturaleza y el control del movimiento diferentes de las obtenidas por investigadores anteriores, porque planteó preguntas distintas como: “¿de qué forma el organismo considerado como un sistema mecánico influye en el proceso de control?”, y “¿de qué forma las condiciones iniciales modifican las propiedades del movimiento?”. Bernstein, al describir al cuerpo como un sistema mecánico, observó la existencia de numerosos grados de libertad que necesitan ser controlados. Por ejemplo, el cuerpo humano tiene gran cantidad de articulaciones que se flexionan o extienden y muchas de ellas también efectúan movimientos de rotación. Tal situación complica de forma extraordinaria el control del movimiento. Planteó lo siguiente: “la coordinación del movimiento es el proceso de dominar los grados redundantes de libertad en el organismo móvil” (Bernstein, 1967). Es decir, se trata de convertir el cuerpo en un sistema controlable. Como solución al problema de los grados de libertad, Bernstein planteó la hipótesis de que el control jerárquico existe para simplificar el control de los múltiples grados de libertad del cuerpo. De este modo, los niveles superiores del sistema nervioso activan a los inferiores y estos últimos activan sinergias o grupos de músculos que están obligados a actuar juntos en una sola unidad. Por ejemplo, cuando aumenta la demanda para realizar una tarea, también lo hace la señal de control que lleva a la sinergia y esto causa incrementos paralelos en la activación de todos los músculos en el acto sinérgico. El repertorio del movimiento puede concebirse como frases compuestas de innumerables palabras. Las letras de cada palabra son los músculos, las palabras en sí mismas serían las sinergias y las frases, las acciones. Sobre esa base, Bernstein creía que las sinergias intervenían de forma importante para resolver el problema de los grados de libertad. Ello se alcanzaba al “obligar” a ciertos músculos a trabajar juntos como una unidad. También planteó que a pesar de que existen pocas sinergias, éstas permitirían que se sucedan prácticamente toda la gran variedad de movimientos que conocemos. Por ejemplo, consideró que 41 algunas sinergias sencillas eran las de locomoción, las posturales y las respiratorias. Desde que Bernstein planteó por primera vez el concepto de sinergias, varios investigadores han continuado estudiando este concepto y, como consecuencia, el conocimiento de la naturaleza de las sinergias continua en evolución y cambio. Por ejemplo, Latash et al. (Latash y Anson, 2006; Latash et al., 2007) plantearon una definición nueva del término sinergia. En esta nueva definición, las sinergias no son utilizadas por el sistema nervioso para eliminar grados redundantes de libertad, sino para garantizar un rendimiento flexible y estable de las tareas motoras. Denominaron a esto el “principio de la abundancia”. Definieron “sinergia” como la organización nerviosa de un sistema de múltiples elementos (como músculos) que : a) organiza la distribución de tareas entre un conjunto de variables elementales (como los músculos); y b) asegura la coexistencia de variables elementales a fin de estabilizar las variables de rendimiento (como el centro de masas en el control de la postura o el punto final en una tarea de alcance). De ese modo, las sinergias muestran estabilidad frente a las perturbaciones y flexibilidad para resolver tareas simultáneas (Latash et al., 2007; Newell et al., 1984). Ting et al. (Torres-Oviedo y Ting, 2007) han estudiado la organización y estructura de las sinergias musculares utilizadas para el control del equilibrio. Dentro de los modelos tradicionales de sinergia, un músculo pertenece sólo a una de ellas, y los músculos que la componen son activados igualmente de forma unitaria. Los conceptos nuevos de sinergia sugieren que un músculo pertenece a múltiples sinergias; además, un músculo individual hace una contribución única a cada sinergia. Por último, la activación total de un músculo depende tanto de la activación simultánea de múltiples sinergias que lo incluyen como de la contribución relativa que dicho músculo hace dentro de cada una de estas sinergias. Sobre tal base, el concepto de sinergias ha evolucionado desde las ideas de Bernstein de patrones de acción fija, a un concepto más reciente de naturaleza dinámica, flexible y adaptativa de las sinergias. Las investigaciones que estudian la participación de las sinergias en el control postural se describen con mayor detalle en el capítulo 7. Desde que Bernstein planteó por primera vez los principios de la teoría de sistemas, diversos investigadores la han ampliado y denominado “teoría de sistemas dinámicos” (Kamm et al., 1991; Kelso y Tuller, 1984; Kugler y Turvey, 1987; Perry, 1998; Thelen et al., 1987). En principio, las bases de las teorías son muy similares, por lo que puede utilizarse cualquiera de los términos para hacer referencia a ello. La teoría de sistemas dinámicos proviene de un estudio más amplio de la dinámica o la sinergia dentro de la física y plantea las dudas siguientes: ¿de qué forma los programas y la organización que se observan en el mundo exterior se realizan a partir de sus partes constituyentes desordenadas? ¿Cómo tales sistemas cambian con el paso del tiempo? En la naturaleza se observan con frecuencia casos de autoorganización. Entre los ejemplos están los perfiles de formación de nubes y el movimiento del agua al pasar del hielo a la forma líquida y a la forma gaseosa en la ebullición. Dicho principio establece que cuando un sistema de partes individuales se junta, sus elementos se comportan colectivamente de manera ordenada. No es necesario que un “centro superior” emita órdenes para alcanzar una acción coordinada. El principio en 42 cuestión, aplicado al control motor, predice que el movimiento podría surgir como resultado de elementos interactivos, sin la necesidad de órdenes ni programas motores específicos dentro del sistema nervioso. La perspectiva de sistemas dinámicos también intenta hallar descripciones matemáticas para estos sistemas de autoorganización. Otro rasgo de gran importancia de los sistemas dinámicos son sus propiedades no lineales (Harbourne y Stergiou, 2009; Kugler y Turvey, 1987). ¿Qué es un comportamiento no lineal? Un sistema no lineal es aquel cuyos elementos de salida no son proporcionales a los de entrada (Harbourne y Stergiou, 2009). Se trata de un sistema que se transforma en otro con una configuración nueva cuando se modifica un solo parámetro de tal conducta y alcanza un valor decisivo. Por ejemplo, cuando un animal camina cada vez más rápido llegará a un punto en que de forma súbita cambiará e iniciará el trote. Si el animal sigue acelerando su movimiento llegará a un segundo punto en que el cambio se hará hacia la forma de galope. Lo anterior se muestra en la figura 1.7.
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