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# Biología# Neurociencia

El impacto de la incertidumbre en la iniciación de la caminata

Este estudio analiza cómo la incertidumbre afecta nuestra capacidad para empezar a caminar.

― 7 minilectura


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Tabla de contenidos

La forma en que movemos nuestros cuerpos, especialmente cuando comenzamos a caminar, está influenciada por nuestro entorno y las decisiones que tomamos. Esto significa que a veces tenemos que contener nuestros movimientos o decidir no actuar según la situación. Hay dos formas principales en las que controlamos estas acciones. La primera se llama inhibición proactiva, donde nos preparamos para detenernos antes de que empecemos a movernos. La segunda es la inhibición reactiva, donde nos detenemos después de haber comenzado a movernos, generalmente cuando vemos una señal que nos dice que paremos.

En la vida cotidiana, caminar implica tomar decisiones rápidas. Por ejemplo, si queremos cruzar la calle, tenemos que decidir cuándo es seguro hacerlo. Si una patineta viene hacia nosotros, puede que tengamos que parar. Ambos escenarios requieren diferentes tipos de control sobre nuestras acciones. Cuando comenzamos a caminar, nuestro cuerpo tiene que hacer pequeños ajustes para mantener el equilibrio. Si perdemos el equilibrio o no podemos empezar a caminar debido a problemas de movimiento, como en algunas condiciones médicas, puede ser muy complicado.

Este estudio se centra en entender cómo estos dos tipos de control trabajan juntos en el proceso de empezar a caminar. Queríamos ver cómo nuestros cerebros y cuerpos reaccionan cuando iniciamos la marcha bajo diferentes condiciones, especialmente cuando no estamos seguros de qué hacer.

Metodología

En este estudio, 25 participantes adultos saludables participaron en un experimento diseñado para medir sus capacidades de iniciación de la marcha. De estos, 23 participantes fueron incluidos en el análisis final después de excluir a dos con dificultades técnicas. Se les compensó por su tiempo y no tenían antecedentes médicos importantes que pudieran afectar los resultados.

Diseño Experimental

Se pidió a los participantes que caminaran en respuesta a señales visuales en una pantalla. Las señales indicaban si debían empezar a caminar o contenerse. Había dos escenarios de caminata diferentes:

  1. Condición de Ir-Cierto: En este escenario, los participantes vieron una señal clara que les decía que caminaran después de una señal de preparación.
  2. Condición de Ir-Incierto: Aquí, los participantes vieron señales mixtas que indicaban que podrían necesitar caminar o quedarse quietos, lo que creó incertidumbre sobre qué acciones tomar.

Cada prueba consistió en señales visuales seguidas de los participantes caminando una corta distancia y regresando a su posición inicial. El experimento estaba estructurado para medir qué tan rápido podían comenzar a caminar y qué tan bien mantenían su equilibrio.

Recolección de Datos

Para capturar detalles sobre los movimientos de los participantes, se utilizaron sensores para rastrear sus movimientos de pies y equilibrio. Llevaron marcadores reflectantes que fueron registrados por cámaras mientras caminaban. El experimento registró cuándo comenzaron a mover los pies y cuánto tardaron en levantar su primer pie del suelo.

Recolección de Datos EEG

Los participantes también usaron gorras con electrodos para medir su Actividad cerebral mientras realizaban las tareas. Esto nos permitió ver cómo sus ondas cerebrales respondían a las señales visuales. Observamos específicamente su actividad EEG cuando recibieron las señales para caminar o quedarse quietos.

Análisis de Datos

Después de recopilar los datos, analizamos cómo diferentes condiciones de caminata afectaron los tiempos de movimiento de los participantes y sus señales de actividad cerebral. Utilizamos métodos estadísticos para comparar los resultados de los dos diferentes escenarios de caminata y ver cómo la incertidumbre de la tarea impactó sus reacciones.

Resultados

Registramos un total de 3444 pruebas de caminata. La mayoría de los participantes se desempeñaron bien con pocos errores, lo que demostró que nuestra configuración experimental fue efectiva. Los hallazgos principales sobre los efectos de la incertidumbre en la iniciación del movimiento son los siguientes:

Hallazgos Conductuales

  1. Tiempos de Reacción: Los participantes fueron más lentos para empezar a caminar en la condición de Ir-Incierto, lo que significa que tardaron más en comenzar su acción cuando no estaban seguros de qué hacer. La diferencia en los tiempos de reacción fue significativa, con la inhibición proactiva tardando más en levantarse en situaciones inciertas.

  2. Tiempo para Levantar el Pie: De manera similar, el tiempo que tardaron en levantar el primer pie del suelo fue mayor en los ensayos de Ir-Incierto en comparación con los ensayos de Ir-Cierto. Sin embargo, al observar otros parámetros como cómo se movió el cuerpo durante la iniciación, no hubo diferencias significativas entre las dos condiciones.

Hallazgos de Actividad Cerebral

Analizamos los datos EEG para buscar patrones en la actividad cerebral que correspondieran con las diferentes tareas.

  1. Respuestas Neurales a las Señales: Hubo una diferencia notable en la actividad cerebral cuando los participantes recibieron señales preparatorias. La onda P3-una medida de la actividad cerebral relacionada con la atención-fue más grande en escenarios Inciertos. Este hallazgo sugiere que los participantes estaban más alerta y comprometidos cuando no estaban seguros de qué hacer.

  2. Respuestas Neurales a las Señales de Acción: Las respuestas cerebrales a las señales reales que indicaban si moverse o no mostraron varios cambios significativos en los patrones de actividad. Por ejemplo, cuando los participantes recibieron señales inciertas, el componente P1 del EEG fue más pequeño, indicando que su cerebro podría haber sido menos receptivo a esas señales.

  3. Actividad en Banda Theta: Observamos diferencias significativas en la actividad en banda theta durante la iniciación de la marcha. Mayor actividad theta generalmente indica comunicación entre regiones cerebrales. En situaciones inciertas, la actividad theta fue más pronunciada, sugiriendo una mayor coordinación entre áreas del cerebro involucradas en procesar información visual y controlar el movimiento.

  4. Desincronización Alpha: Hubo reducciones notables en la actividad alpha y beta baja durante los ensayos inciertos. Esta desincronización en la actividad cerebral suele estar relacionada con la preparación activa para el movimiento. Indica que el cerebro estaba trabajando más para prepararse para la acción de caminar cuando las señales eran poco claras.

Resumen de Hallazgos

El estudio destacó que cuando los participantes enfrentaron incertidumbre sobre cómo empezar a caminar, experimentaron tanto retrasos conductuales como neuronales. El mecanismo de inhibición proactiva, esencial para prepararse para moverse, mostró un impacto significativo en su toma de decisiones y Tiempo de reacción.

Discusión

Implicaciones de la Inhibición Proactiva

Los hallazgos indican que la inhibición proactiva juega un papel crítico en la iniciación de la marcha, especialmente en condiciones inciertas. Cuando las personas no están seguras sobre cómo responder, sus cerebros parecen involucrarse en un proceso de selección más cuidadoso, lo que lleva a tiempos de respuesta más lentos.

Relación con Acciones Cotidianas

Entender cómo nuestro cerebro procesa estos movimientos proporciona una perspectiva sobre actividades diarias, como cruzar la calle, donde tenemos que equilibrar la necesidad de reaccionar rápidamente con la necesidad de detenernos cuando nos enfrentamos a un peligro. Este equilibrio de controles proactivos y reactivos es crucial para una movilidad segura y efectiva.

Impacto en Condiciones Médicas

Los conocimientos de este estudio pueden ser particularmente útiles para entender problemas de movilidad en ciertas condiciones médicas, como la enfermedad de Parkinson, donde los pacientes suelen experimentar dificultades para iniciar movimientos. Estos hallazgos sugieren que la terapia enfocada en mejorar los mecanismos de control proactivo podría potenciar su iniciación al caminar y reducir el riesgo de caídas.

Conclusión

Este estudio arroja luz sobre la intrincada relación entre la inhibición proactiva y reactiva durante la iniciación de la marcha en adultos saludables. Los resultados demuestran que la incertidumbre impacta significativamente tanto los tiempos de reacción como los patrones de actividad cerebral, enfatizando el papel de las funciones cerebrales preparatorias en los movimientos cotidianos. La investigación futura debería centrarse en explorar estos mecanismos más a fondo, particularmente en poblaciones afectadas por trastornos del movimiento. El objetivo final es mejorar nuestra comprensión del control motor y desarrollar mejores intervenciones para aquellos que enfrentan desafíos de movilidad.

Fuente original

Título: Inhibitory control of gait initiation in humans: an electroencephalography study

Resumen: Response inhibition is a crucial component of executive control. Although mainly studied in upper limb tasks, it is fully implicated in gait initiation. Here, we assessed the influence of proactive and reactive inhibitory control during gait initiation in healthy adult participants. For this purpose, we measured kinematics and electroencephalography (EEG) activity (event-related potential [ERP] and time-frequency data) during a modified Go/NoGo gait initiation task in 23 healthy adults. The task comprised Go-certain, Go-uncertain, and NoGo conditions. Each trial included preparatory and imperative stimuli. Our results showed that go-uncertainty resulted in delayed reaction time (RT), without any difference for the other parameters of gait initiation. Proactive inhibition, i.e. Go uncertain versus Go certain conditions, influenced EEG activity as soon as the preparatory stimulus. Moreover, both proactive and reactive inhibition influenced the amplitude of the ERPs (central P1, occipito-parietal N1, and N2/P3) and theta and alpha/low beta band activities in response to the imperative--Go-uncertain versus Go-certain and NoGo versus Go-uncertain--stimuli. These findings demonstrate that the uncertainty context induced proactive inhibition, as reflected in delayed gait initiation. Proactive and reactive inhibition elicited extended and overlapping modulations of ERP and time-frequency activities. This study shows protracted influence of inhibitory control in gait initiation.

Autores: Nathalie GEORGE, D. Ziri, L. Hugueville, C. Olivier, P. Boulinguez, H. Gunasekaran, B. Lau, M.-L. Welter

Última actualización: 2024-05-19 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.25.577273

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.25.577273.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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