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24/01/2018 0 Comments

Inhibición corticoespinal durante preparación movimientos imaginados

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La imaginería motora (“motor imagery”) es una estrategia cada vez más conocida y utilizada para la consecución de diferentes objetivos, como la mejora del rendimiento motor o la disminución de pérdida de fuerza en periodos de inmovilización.

En Fidias creemos que para mejorar como profesionales es necesario conocer lo mejor posible cada uno de los recursos que tenemos a nuestro alcance. Y puesto que trabajamos con cuerpos humanos, lo primero que tenemos que tener más o menos claro es cómo funcionan estos. Es por ello, que nuestra recomendación de hoy no va dirigida a un artículo con una aplicación práctica clara, sino a la lectura y comprensión de una investigación (Lebon F y col. 2018) en la que se estudiaron ciertos procesos neurales que tiene lugar cuando nos preparamos y realizamos movimientos reales o imaginados. Así, por aprender sin más.

Estudios con estimulación magnética transcraneal (TMS) han mostrado que la excitabilidad corticoespinal (CS) desciende progresivamente durante la preparación de movimientos reales. Esta inhibición preparatoria se ha observado tanto en musculaturas involucradas en el movimiento a realizar, como en musculaturas no involucradas. Aunque la inhibición es mayor en los músculos agonistas del movimiento. Una de las hipótesis es que esta reducción en la excitabilidad CS favorece la prevención de movimientos prematuros. A su vez, esta inhibición podría facilitar la respuesta preparatoria mediante la reducción de “ruido” motor.

Básicamente la pregunta que intentó resolver este estudio es la siguiente: ¿cambia la excitabilidad corticoespinal de igual manera cuando imaginamos movimientos?

En el estudio participaron 18 personas, que realizaron 2 experimentos. Durante estos, los sujetos permanecieron sentados en una silla con las manos bocabajo en las pierna. Se les daba una señal preparatoria, y tras un tiempo fijo de 900ms, se les volvía a dar una señal tras la cual debían dar la respuesta requerida lo más rápido posible (se incluyeron ciertas repeticiones con un estímulo “NoGo”, es decir, no debían realizar el movimiento. De esta manera evitaban que los participantes iniciaran de manera prematura la respuesta preparada).

Experimento 1

8 bloques de 31 repeticiones cada uno. 4 bloques de movimientos reales y 4 bloques de movimientos imaginados.

Una señal al inicio indicaba si el movimiento debía realizarse con el dedo índice derecho o izquierdo. Aunque la señal era siempre valida, en el 32% de las repeticiones, la señal, una “X”, indicaba que no debían iniciar la respuesta requerida.

Para las repeticiones de “motor imagery” se les pedía que se prepararan para imaginarse el movimiento que se les pedía y con la señal “go” debían imaginarse realizando el movimiento. Debían permanecer con los ojos abiertos y sentir el movimiento, imaginarse la contracción y la tensión muscular pero sin contraer la musculatura. Cuando aparecía la “X” no debían imaginarse ningún movimiento.

Se les aplicó un pulso de TMS en 216 de las 248 repeticiones (en la representación cortical del primer interóseo dorsal de la mano derecha). En ambas tareas, movimiento real e imaginado, el TMS fue aplicado en condiciones de reposo en 12 repeticiones y en cada una de las diferentes condiciones (preparación temprana (250ms después de señal preparatoria), preparación tardía (850ms post-señal preparatoria), post-señal respuesta “Go” (300ms después)y post- señal de no respuesta “X”) en 24 repeticiones (12 para la derecha y 12 para la izquierda). La intensidad media de TMS para los 18 participantes fue del 50.3 ± 13.6% de la señal máxima.

Experimento 2

Este experimento constaba de 2 fases.

En el experimento 2a, se intentó comprobar si los cambios en la excitabilidad de CS se podían observar en músculos que no formaran parte de la respuesta. Para ello, la medición de MEP se limito de nuevo a FDI, pero ahora los participantes debían preparar y realizar o imaginar movimientos con el pie izquierdo o derecho.

Realizaron 4 bloques de 42 repeticiones cada uno. 2 con movimiento real y 2 con movimiento imaginado. La señal se distribuyó entre el pie izquierdo y derecho y el 16% de las repeticiones fueron de “no respuesta”. En cada bloque ls pulsos de TMS se aplicaron en 32 de las 42 repeticiones, tanto en reposo (6 reps), en la fase preparatoria tardía (12 repeticiones) o tras la señal de respuesta (12 de “go” y 2 de “X”). No se incluyeron pulsos en la fase preparatoria temprana debido a los resultados nulos en el experimento 1 en esta fase.La intensidad media de TMS para los 18 participantes fue del 57.3 ± 13.6% de la señal máxima.

En el experimento 2b, los participantes fueron testados en condición de “visual imagery”. El objetivo era determinar si los cambios en la excitabilidad de CS era específica a las condiciones de imaginación que requieren preparación de movimiento. Debían imaginar una casa o un árbol. El objeto elegido se les indicaba con señal de izquierda (casa) o derecha (árbol). De nuevo debían mantener los ojos abiertos. Realizaron 2 bloques de 42 repeticiones cada uno, con la misma estructura que el experimento 2a.

Resultados experimento 1

Excitabilidad corticoespinal durante la preparación de movimientos reales o imaginados

Potencial motor evocado (MEPs) no se redujo, en comparación con reposo, en la fsase de preparación temprana, ni en movimiento real (dedo derecho t = −1.75, P = 0.10 y dedo izquierdo t = −1.21, P = 0.24) ni en movimiento imaginado (dedo derecho t = −1.08, P = 0.29 y dedo izquierdo  t = 0.92, P = 0.37 )

En la fase preparatoria tardía, los MEPs estuvieron significativamente inhibidos en comparación con valores de reposo. Tanto en movimiento real ( dedo derecho t = −5.71, P < 0.001 y dedo izquierdo t = −2.50, P = 0.02) como imaginado (dedo derecho t = −4.22, P < 0.001 y dedo izquierdo t = 3.50, P = 0.002). Análisis comparativos entre dedos mostraron una diferencia entre dedo derecho e izquierdo solo en condición de movimiento real (mayor inhibición en dedo derecho. Lo que indica una mayor inhibición CS cuando la musculatura estudiada es agonista en el movimiento a realizar)

Se observó una correlación en el grado de inhibición de CS en el dedo derecho (r = 0.56, P < 0.05) e izquierdo (r = 0.74, P < 0.05) en la fase preparatoria tardía entre las dos condiciones (a mayor descenso de MEP antes de movimiento real: mayor descenso de MEP antes de movimientos imaginados). No se encontró esta correlación en la fase de preparación temprana (movimiento dedo derecho: r = −0.11, P > 0.05; movimiento dedo izquierdo: r = 0.35, P > 0.05) , momento en el que la inhibición no fue diferente a la situación de reposo.

Excitabilidad corticoespinal durante la realización de movimientos reales o imaginados

En las repeticiones en las que realizaron movimiento real del dedo derecho, los MEPs que se generaron en el FDI derecho fueron mucho mayores que en situación de reposo (t = 7.29, P < 0.001). Se observó un patrón similar cuando los participantes se imaginaban el movimiento, aunque el efecto fue bastante menor que con movimientos reales (t = 1.98, P = 0.032). Este incremento menor de MEP durante el “motor imagery” se debe a una menor activación a nivel cortical y espinal.

Cuando realizaron movimientos del dedo izquierdo, no se observó una inhibición evidente en FDI derecho(t = −0.65, P = 0.52). Sin embargo, cuando se imaginaron movimientos de la mano izquierda, el FDI derecho continuaba mostrando una inhibición (t = −2.62, P = 0.017).

Dinámicas entre las fases de preparación y respuesta de movimiento

En la condición de movimiento imaginado, el grado de inhibición durante la fase preparatoria tardía se correlacionó de manera inversa con el grado de facilitación observado durante los movimientos imaginados (r = −0.58, P = 0.015). De esta manera, los participantes que mostraron la mayor inhibición cuando preparaban el movimiento imaginado, mostraron la mayor facilitación cuando realizaron la imaginería motora.

Esta correlación no se realizó en la condición de movimiento debido al gran y variable incremento en EMG por la contracción muscular voluntaria. Sin embargo, el descenso de MEP observado en la fase de preparación tardía no se correlacionó con el tiempo de reacción en los movimientos reales de la mano derecha e izquierda (P > 0.05) . La magnitud de inhibición preparatoria no es productiva de tiempo de reacción.

Estos resultados del experimento 1 revelan un descenso en la excitabilidad corticoespinal durante el periodo preparatorio tardío cuando los participantes preparar un movimiento imaginado, un patrón que es similar al observado durante la fase de preparación de un movimiento real. Sin embargo, se observaron algunas diferencias entre el movimiento imaginado y el real: al mostrar la señal de inicio de respuesta, la inhibición fue mayor en el primer caso. El grado de inhibición CS en el FDI derecho fue equivalente cuando se preparaba el movimiento imaginado del dedo derecho y dedo izquierdo.

Resultados experimento 2a

Excitabilidad corticoespinal durante la preparación de movimientos reales o imaginados

MEPs en FDI derecho fueron suprimidos de manera significativa 50 ms antes de la señal de inicio de respuesta ( fase de preparación tardía) de movimiento real o imaginado con el pie ( movimiento real pie derecho; t=−4.42, P < 0.001, y pie izquierdo; t = −3.51, P = 0.004. Movimiento imaginado pie derecho;  t = −4.53, P < 0.001, y pie izquierdo; t = 4.25, P = 0.001), lo que indica una inhibición CS genérica antes de la realización o imaginación de movimientos. La cantidad de inhibición en la musculatura del dedo fue similar entre la preparación tardía de movimiento real e imaginado.

Excitabilidad corticoespinal durante la realización de movimientos reales o imaginados

Tras la señal de respuesta, los participantes realizaron un movimiento real o imaginado con el pie derecho (homolateral al registro de MEPs en FDI derecho) o con pie izquierdo ( contralateral).

Cuando se realizó movimiento real con el pie izquierdo derecho o izquierdo, MEPs en el dedo derecho no fueron diferentes que en condición de reposo (pie derecho t = 0.77, P = 0.45 y pie izquierdo; t = −0.86, P = 0.40).

Cuando se imaginaron los movimientos, MEPs en FDI derecho se mantuvieron reducidos de manera significativas durante movimiento de pie izquierdo (t = −2.38, P = 0.03) pero no en pie derecho (t = −0.58, P = 0.57). Esta asimetría podría reflejar algún tipo de sinergia entre las musculaturas homolaterales (ej. mano y pie derecho están más acoplados) o una propagación intrahemisférica al ejecutar o imaginar un movimiento con el pie derecho, lo que produce un retorno más rápido a valores de reposo en FDI derecho.

Dinámicas entre las fases de preparación y respuesta de movimiento

Tests post hoc revelan una diferencia significativa entre la fase preparatoria y de respuesta en el pie derecho  (P < 0.001) pero no en el izquierdo (P = 0.29). Esto confirma la idea de que la inhibición preparatoria no es específica a los músculos involucrados en la respuesta planeada.

Al igual que el experimento 1, el descenso de MEP en fase preparatoria no se correlacionó con tiempo de reacción de movimientos del pie derecho e izquierdo.

Resultados experimento 2b

Los resultados de los 2 primeros experimentos revelan una marcada inhibición de la excitabilidad CS cuando las personas preparan para realizar movimientos imaginados. Además esta inhibición parece darse tanto cuanto la musculatura estudiada es responsable del movimiento como cuando no lo es. Pero ¿es la modulación de la excitabilidad CS específica a la imaginería motora, o se observa un patrón similar en cualquier forma de imaginería mental?

La EMGrms en FDI derecho e izquierdo confirman que los participantes se mantuvieron en reposo.

Se observó que la excitabilidad CS no se moduló cuando los participantes se preparaban para imaginar objetos (t = −1.00, P = 0.33 y t = −0.21, P = 0.83, para el árbol y la casa respectivamente)  ni cuando se imaginaban los objetos (t = −0.53, P = 0.61 y t = 066, P = 0.52 para el árbol y la casa respectivamente)

De manera conjunta los resultados del experimento 2 muestran la existencia de un mecanismo inhibitorio durante la preparación de movimientos imaginados, aún cuando la musculatura estudiada no está involucrada en la tarea. El experimento 2a mostró que la excitabilidad CS en la musculatura del dedo estaba inhibida cuando los participantes se preparaban para realizar un movimiento real o imaginado del pie. El experimento 2b indicó que esta inhibición era especifica a los procesos preparatorios relacionados con movimientos, ya que no se observaron estos resultados cuando los participantes debían preparase para imaginarse objetos.

Conclusiones

Se encontraron patrones similares en las dinámicas corticoespinales, así como alguna diferencia, entre condiciones de movimiento real e imaginado.

La excitabilidad CS descendió durante la fase preparatoria de movimientos reales e imaginados, pero solo en movimientos reales se observaron diferencias entre los dedos derecho e izquierdo. Esto indica que la preparación de movimientos imaginarios no es específica a la musculatura involucrada en el “movimiento”, por el contrario, la preparación de movimientos reales si que tiene cierta especificidad (mayor inhibición en musculatura agonista).

La inhibición preparatoria se observó también cuando la musculatura estudiada no estaba involucrada en la tarea. Sin embargo, esta inhibición no estaba presente cuando los participantes realizaban tareas de imaginación no motora. Estos resultados siguieren que la inhibición CS general es una característica de los procesos neurales asociados con la preparación tardía de movimiento, tanto cuando son imaginados como cuando son ejecutados.

Además de esto, se observó una relación entre la fase preparatoria y la realización de movimientos imaginados. Los participantes que presentaban una mayor inhibición del sistema motor durante la fase preparatoria, eran los que presentaban un mayor incremento en la excitabilidad de CS cuando se imaginaban el movimiento. Sin embargo, cabe destacar que, a pesar de que la inhibición fue general, se observó que el aumento en la excitabilidad CS se daba solo cuando la musculatura era “agonista” del movimiento imaginado. Esto demuestra que aunque ambas fases (preparación e imaginación) están interrelacionadas, son dos periodos diferenciados en la imaginación de movimientos, y que la inhibición durante la fase de preparación favorece la selección de la representación motora apropiada.

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