Efectos de la estimulación cerebral en el aprendizaje de habilidades motoras
Un estudio examina cómo el iTMS impacta el aprendizaje motor y la actividad cerebral.
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Tabla de contenidos
Aprender nuevas habilidades motoras es clave en nuestro día a día. Cuando aprendemos estas habilidades, nuestro cerebro cambia, creando conexiones nuevas entre las células cerebrales. Esta capacidad del cerebro para adaptarse y cambiar se llama neuroplasticidad. La forma en que aprendemos habilidades motoras está muy relacionada con qué tan bien puede adaptarse nuestro cerebro. Los investigadores han estudiado maneras de mejorar este aprendizaje influyendo en cómo se adapta nuestro cerebro.
Una idea interesante se llama metaplasticidad. Esto significa que la habilidad del cerebro para adaptarse puede verse afectada por lo que ha pasado antes. Por ejemplo, si el cerebro ha estado activo de cierta manera, puede responder diferente a nuevas experiencias de aprendizaje. Esto significa que si podemos cambiar cómo está activo el cerebro antes de practicar una habilidad, podríamos mejorar nuestra capacidad para aprender esa habilidad más adelante.
Para probar estas ideas, los científicos han utilizado técnicas de estimulación cerebral no invasivas. Estos métodos pueden cambiar temporalmente la actividad cerebral. Al aplicar estos métodos antes de practicar una habilidad, los investigadores esperan preparar el cerebro para aprender de manera más efectiva.
El Estudio
En este estudio, los investigadores querían entender cómo un tipo específico de estimulación cerebral, conocido como ITMS, afecta el aprendizaje de nuevas habilidades motoras. También querían ver cómo esta estimulación interactúa con la actividad cerebral, que midieron usando EEG.
Un grupo de 16 adultos jóvenes sanos participó en el estudio. Fueron elegidos con base en varios criterios de salud, incluyendo no tener trastornos neurológicos o psiquiátricos, y no estar tomando medicamentos que pudieran afectar el cerebro. Todos los participantes tenían visión normal o corregida a normal y eran diestros.
Cada participante pasó por tres sesiones experimentales, cada una durando alrededor de 3.5 horas. Durante estas sesiones, los investigadores registraron la actividad cerebral antes y después del iTMS, y también después de que los participantes practicaron una nueva tarea motora. Las tareas involucraban usar un dispositivo especial para controlar un cursor digital, con el objetivo de mejorar su velocidad y precisión.
Los participantes se dividieron en diferentes grupos que recibieron iTMS real, una versión placebo de iTMS, o simplemente realizaron la tarea motora sin ninguna estimulación. El orden de las sesiones fue aleatorio para cada participante.
Configuraciones de Intervención
La estimulación cerebral se realizó utilizando un dispositivo específico que envía pulsos magnéticos al cerebro. Los investigadores colocaron cuidadosamente el dispositivo en la cabeza de los participantes para apuntar a la parte del cerebro responsable del movimiento. Se aseguraron de que la estimulación se hiciera de manera consistente en todas las sesiones.
La EEG se usó para registrar la actividad eléctrica en el cerebro mientras se aplicaban estímulos. Este método ayuda a los investigadores a ver cómo responde el cerebro a diferentes tipos de estimulación.
La tarea motora que se les dio a los participantes estaba diseñada para medir la Adquisición de habilidades. Antes de estas tareas, se midió la fuerza máxima que cada participante podía ejercer. Luego, los participantes realizaron una serie de ensayos donde intentaban mover un cursor a través de objetivos al pellizcar un dispositivo.
Análisis de Datos
Los datos recogidos de los experimentos incluían mediciones de actividad cerebral y resultados de las tareas motoras. Los investigadores procesaron cuidadosamente estos datos para asegurar la precisión. Miraron varios factores, incluyendo la respuesta muscular y los patrones de ondas cerebrales, para entender cómo el iTMS afectó la actividad cerebral y el aprendizaje de habilidades.
Efectos de la Estimulación Cerebral
Los investigadores analizaron cómo la estimulación cerebral afectó la Actividad Muscular durante las tareas. Descubrieron que el aumento esperado en la sensibilidad muscular debido al iTMS no ocurrió como se anticipaba. En otras palabras, aunque esperaban que los participantes respondieran mejor después de ser estimulados, los resultados mostraron que no hubo diferencias significativas.
En términos de aprendizaje de la habilidad motora, el desempeño mejoró en general gracias a la práctica, pero no había evidencia de que el iTMS ayudara a mejorar este aprendizaje. Los participantes mostraron mejora en sus habilidades sin importar si recibieron iTMS real o una versión placebo.
Resultados del Entrenamiento Motor
A medida que los participantes practicaron la tarea motora, su capacidad para realizarla mejoró. Cometieron menos errores y completaron los movimientos más rápido. Sin embargo, al comparar grupos, aquellos que tuvieron iTMS real no mostraron una mejora notable en comparación con los que tuvieron la estimulación placebo.
Los investigadores notaron que aunque la habilidad aumentó, las ganancias no fueron significativamente diferentes entre las distintas condiciones. Esto los llevó a concluir que el iTMS no parecía proporcionar los beneficios esperados para el aprendizaje de habilidades motoras.
Actividad de Ondas Cerebrales
Los datos de EEG destacaron diferentes patrones de actividad cerebral durante el estudio. El estudio mostró que, aunque el iTMS no mejoró las respuestas musculares o la adquisición de habilidades, el entrenamiento motor sí condujo a algunos cambios en la actividad cerebral. La onda cerebral P30, un componente que se cree está relacionado con la actividad cerebral local, cambió en respuesta a la práctica motora. Sin embargo, este cambio no se observó después de la aplicación de iTMS.
Conclusión
Este estudio buscó investigar cómo el iTMS afecta el aprendizaje motor y la actividad cerebral. Los beneficios esperados del iTMS sobre la sensibilidad muscular y el aprendizaje no se lograron. Aunque los participantes mejoraron sus habilidades con la práctica, la participación de iTMS no potenció este efecto.
Los hallazgos sugieren que los efectos positivos usuales del iTMS sobre la sensibilidad muscular y el aprendizaje motor estaban ausentes en este caso. Aunque las respuestas tempranas de las ondas cerebrales indicaban un cambio debido a la práctica motora, estos efectos se anularon cuando se primó con iTMS.
Las diferencias entre los resultados de este estudio y la investigación previa destacan la variabilidad que puede ocurrir en los estudios de neurociencia. Factores como las diferencias individuales, el ambiente y hasta pequeños cambios en la metodología pueden llevar a resultados diferentes.
Esto subraya la necesidad de más investigaciones para entender cómo técnicas de primado como el iTMS pueden ser utilizadas efectivamente para apoyar el aprendizaje motor. Estudios futuros deberían considerar varios aspectos, incluyendo la optimización de las técnicas de estimulación y una exploración más profunda de los patrones de ondas cerebrales asociados con el aprendizaje.
En resumen, aunque el estudio proporcionó valiosos conocimientos sobre las complejidades del aprendizaje motor y la actividad cerebral, también planteó preguntas sobre cómo aprovechar mejor las técnicas de estimulación cerebral para mejorar el aprendizaje. Se necesita más investigación para aclarar estos efectos y desarrollar enfoques más efectivos para mejorar las habilidades motoras a través de técnicas de modulación cerebral.
Título: Investigating the effects of repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation on visuomotor training using TMS-EEG.
Resumen: ObjectivesI-wave periodicity repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation (iTMS) can modify acquisition of a novel motor skill, but the associated neurophysiological effects remain unclear. The current study therefore used combined TMS-electroencephalography (TMS-EEG) to investigate the neurophysiological effects of iTMS on subsequent visuomotor training (VT). MethodsSixteen young adults (26.1 {+/-} 5.1 years) participated in three sessions including real iTMS and VT (iTMS + VT), control iTMS and VT (iTMSsham + VT), or iTMS alone. Motor-evoked potentials (MEPs) and TMS-evoked potentials (TEPs) were measured before and after iTMS, and again after VT, to assess neuroplastic changes. ResultsIrrespective of the intervention, MEP amplitude was not changed after iTMS or VT (P = 0.211). Motor skill was improved compared with baseline (P < 0.001), but no differences were found between stimulus conditions. In contrast, the P30 peak was altered by VT when preceded by sham iTMS (P < 0.05), but this effect was not apparent when VT was preceded by iTMS or following iTMS alone (all P > 0.15). ConclusionIn contrast to expectations, iTMS was unable to modulate MEP amplitude or influence motor learning. Despite this, changes in P30 amplitude suggested that motor learning was associated with altered cortical reactivity. Furthermore, this effect was abolished by priming with iTMS, suggesting an influence of priming that failed to impact learning. Authorship statementsConceptualization: JGS; Data curation: RS, BJH, and WL; Formal analysis: RS; Funding acquisition: RS; Investigation: RS, BJH, and WL; Methodology: RS, GMO, BJH and JGS; Project administration: GMO and JGS; Supervision: GMO and JGS; Roles/Writing - original draft: RS and GMO; Writing - review & editing: BJH, WL, and JGS.
Autores: George M Opie, R. Sasaki, B. J. Hand, W.-Y. Liao, J. G. Semmler
Última actualización: 2024-02-23 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581468
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581468.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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