c1- Introduccion Al Sistema Motor

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Módulo II

Curso 2: Como percibimos el mundo y generamos movimiento

Profesora Anna Lucía Campos

UNIDAD 2

SISTEMAS MOTORES

CAPITULO I

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Módulo II– Como percibimos el mundo y generamos movimiento Curso 2: Acción y movimiento

PÁGINA 2 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA

INDICE

INTRODUCCIÓN AL SISTEMA MOTOR Pág.3

1.1 Sistema nervioso, sistema motor y los principios que dirigen

la producción del movimiento Pág.5

1.2 Principios del sistema nervioso Pág.7

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INTRODUCCIÓN AL SISTEMA MOTOR

Quien ha presenciado alguno de los espectáculos del mundialmente famoso “Cirque du Soleil”, seguramente se quedó asombrado con las maravillosas y complejas habilidades que cada uno de los artistas demostró en sus presentaciones. Entre malabares, acrobacias, danzas, saltos, equilibrismo, mímicas y tantas otras destrezas más, vamos observando las más variadas formas de expresión y habilidades motoras del cuerpo humano.

Michael Moschen, considerado uno de los mejores malabaristas del mundo, galardonado con el premio Genius Award de la Fundación McArthur, es un ejemplo extraordinario de cómo las habilidades motoras, la sensación y percepción fundidas en una secuencia rítmica y armoniosa de movimientos, manifiestan la extraordinaria organización del sistema motor que, desde estructuras subcorticales y corticales, recibe la orden de que se ejecuten determinados movimientos.

Veamos su magnífico arte…

http://www.youtube.com/watch?v=qjHoedoSUXY

Una característica común entre los seres humanos y los animales es la capacidad de ejecutar movimientos y desplazarse.

Cuando observamos las habilidades de Moschen cuando juega con las pelotas en un triángulo, por ejemplo, vemos una secuencia de movimientos que van organizando su comportamiento: dedos, manos, brazos, ojos, cabeza, piernas y tronco se mueven de tal manera ¿Cómo el cerebro produce el

movimiento?

¿Cómo organiza el control del movimiento?

¿Cómo la maduración del sistema nervioso central va

abriendo un abanico de

habilidades motrices cada vez más complejas?

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que permiten generar movimientos asociados a unas cadenas de sonidos acom-

pasados y que están extremadamente programados. El éxito de su performance está en la organización del sistema nervioso específicamente en lo que se refiere al sistema motor, sus niveles de control y la secuencia de programas de movimientos que fueron planificados en categorías de patrones específicos.

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1.1 Sistema nervioso, sistema motor y los

principios que dirigen la producción del

movimiento

El sistema nervioso central, entre tantas funciones, se responsabiliza del envío, recepción y procesamiento de impulsos

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nerviosos. Como está encargado de controlar todas las funciones de los músculos y órganos, trabaja en conjunto con los sistemas periférico y el autónomo, manteniendo cerebro y cuerpo totalmente interconectados.

El sistema nervioso central es conocido como el jefe supremo de todos los demás sistemas del cuerpo humano. Su desarrollo es gradual, empieza tres semanas después de la concepción y sigue durante muchos años después del nacimiento. El surgimiento de habilidades -sean físicas, emocionales, intelectuales o sociales- está directamente relacionado a la madurez gradual de este sistema, con el input

 El sistema nervioso central es responsable de recoger la información, emitir impulsos nerviosos y analizar los datos sensoriales; está compuesto por el encéfalo y la médula espinal.

 El sistema nervioso periférico tiene que transportar los impulsos nerviosos hacia las numerosas estructuras del cuerpo y desde ellas. Está formado por nervios craneales (12 pares) y espinales (31 pares), que unen el sistema nervioso central con el resto del cuerpo.

 El sistema autónomo, formado por sistemas simpático y parasimpático, se encarga de regular y coordinar las funciones vitales del cuerpo.

Imagen 21

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sensorial que recibe y con las experiencias y desafíos provenientes del entorno.

Todo movimiento es resultado de una red compleja de neuronas, terminaciones nerviosas y músculos, que responden a funciones esenciales designadas por los sistemas sensorial y motor, siendo este último, el sistema que da lugar al comportamiento.

En el ser humano, el sistema motor ha evolucionado de tal manera que las manos asumieron movimientos tan complejos que permitieron al hombre:

Los movimientos requieren de una coordinación de acciones de casi 700 músculos que tienen que responder a las sensaciones del propio cuerpo y a un entorno lleno de estímulos y para ello, hay un gran número de circuitos y células nerviosas que planifican, ordenan, ejecutan y controlan dichos movimientos.

1.2 Principios del sistema nervioso

Expresar sus pensamientos a través de la escritura. Demostrar emociones con movimientos específicos. Comunicar sus necesidades o ideas en un lenguaje de señas y de movimientos rítmicos, suaves o acelerados.

Hacer que de unas cuantas cuerdas se emanen las más lindas notas musicales.

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Muchas teorías fueron presentadas para entender cómo el cerebro genera movimiento, o para entender qué sucede en el sistema nervioso mientras se emiten movimientos reflejos o voluntarios. En forma general, existe un acuerdo con relación a algunos principios del sistema nervioso en cuanto a cómo el sistema motor organiza el movimiento, los cuales son:

1.2.1 Principio de las secuencias motoras

En el artículo titulado “The Problem of Serial Order in Behavior”, publicado en 1951 por el neurofisiólogo Karl Lashley de la Universidad de Harvard, en respuesta a la explicación de que el control del movimiento estaba relacionado con la retroalimentación1_{, propone que los movimientos deben}

realizarse como conjunto de secuencias motoras, en el que se va preparando una nueva secuencia de movimientos mientras se va concluyendo la secuencia anteriormente planificada.

1.2.1 Principio del control jerárquico del

movimiento

Uno de los principios esenciales que define la función del sistema motor es el principio de la jerarquía. Para entender este

1 •Principio de las secuencias

motoras

2 •Principio del control jerárquico

del movimiento

3 •Principio del

_{procesamiento}

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principio de una forma más sencilla, recordemos cómo estaba organizado el histórico y tan temido ejército romano.

En el alto mando, se encontraba el emperador y todas sus órdenes alcanzaban a todo el ejército en efecto cascada. Por debajo del emperador, estaba el prefecto del pretorio, o sea, el Ministro de Guerra del cuartel general, quien se encontraba en Roma y era asistido por los prefectos de los demás cuarteles, por los oficiales y por los centuriones. Ya en las demás provincias, cada ejército estaba bajo el mando de un

general, y cada legión tenía su comandante, 7 oficiales (uno que dirigía el campamento y 6 tribunos que seleccionaban los soldados) y 59 centuriones (tropas de infantería).

En una colosal organización y disciplina, el ejército romano también se caracterizó por su liderazgo, estrategia, táctica, técnica, capacidad de resolver problemas y reaccionar a tiempo y por la excelente ejecución de lo planificado efectuada por las disciplinadas tropas.

De un modo análogo, uno de los principios del sistema motor es organizarse de forma jerárquica, con su emperador, sus prefectos, sus oficiales y sus tropas.

En el nivel más alto, encontramos las estructuras más nobles del sistema nervioso central, como la corteza prefrontal en el prosencéfalo; en los niveles medios encontramos otras subdivisiones de la corteza prefrontal y algunas estructuras de apoyo como el cerebelo y en los niveles más bajos, encontramos el tronco del encéfalo y la médula espinal. Veamos cómo se da esa organización.

Pensemos en un simple movimiento que realizamos todos los días como llevar un pedazo de carne hincado en un tenedor hasta la boca. Por medio de la información que transmiten los ojos a la corteza visual, ésta entra en comunicación con el nivel de control más alto de movimiento en las áreas motoras de la corteza prefrontal, indicando que es necesario planificar y comandar varios movimientos para que la meta se cumpla: hincar la carne y llevarla a la boca.

Hincar la carne y... ..llevarla a la boca.

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En seguida, en las zonas de control medio de movimiento, la corteza premotora ve la mejor táctica y organiza la secuencia de los movimientos, mientras que la corteza motora comandará la ejecución de los movimientos que deben ser realizados por el nivel más bajo de control motor, haciendo que el mensaje pase por el tronco encefálico y la médula espinal hasta los dedos de la mano, donde las neuronas motoras harán que los músculos del brazo, antebrazo y mano ejecuten por fin el movimiento: sostener correctamente el tenedor e hincarlo en la carne.

El éxito de esta acción también se debe a la valiosa información del sistema sensorial visual, que sirvió de guía para que la mano pueda hincar el tenedor en la carne.

En secuencia contraria, los receptores del sistema somatosensorial de los dedos enviarán a las zonas superiores de control motor (pasando igualmente por la médula y el tronco encefálico) los mensajes neurales que indiquen que el tenedor ha sido agarrado y la carne fue hincada, desencadenando así la secuencia de movimientos programados que terminará por fin, en llevar la carne hasta la boca.

Algunas regiones del nivel medio de control motor, pueden interferir en la comunicación y refinar o corregir algún

Sistema visual activado •Ojos •Corteza visual •Áreas motoras de la corteza prefrontal Plan de movimiento Destinado a lograr la meta: hincar la carme y llevarla a la boca Sistema motor activado •Corteza premotora: zona de control medio de movimiento

•Tronco encefálico •Médula

•Movimiento

musculares del brazo, antebrazo, mano y dedos

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movimiento (como aumentar o disminuir la presión de los dedos en el tenedor, o la rapidez en que se lleva la carne a la boca) para que el programa motor sea ejecutado de la mejor manera posible.

a) Niveles de control motor

 El nivel más bajo de control motor: la médula espinal La médula es una de las partes más importantes del SNC, pues actúa como un cable que envía mensajes desde el encéfalo y recibe información de las otras zonas del cuerpo. Posee conductos nerviosos aferentes y eferentes, es decir que puede recibir y transmitir información. Se encuentra rodeada de un líquido espinal que la protege y la nutre. Si por alguna razón se lesiona, no podrá transmitir o recibir información a las áreas que cubren la zona dañada y tampoco de las que se encuentran por debajo de la misma.

Establece conexión con órganos vitales, contiene circuitos neuronales que median una diversidad de patrones motores, reflejos estereotipados y automáticos, movimiento de

Sistema somatosensorial activado Mensaje a dedos, médula y tronco encefálico Ejecución de secuencia de movimientos Con mayor o menor presión, velocidad, que

permitan eficiencia y eficacia en el programa

motor programado.

¿Qué roles desempeñan entonces los tres

niveles de control motor?

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locomoción y actividad alternante de los músculos flexores y extensores durante la misma (Kandel, 2006).

Aunque la médula espinal (Imagen Nro.2) ejerce un rol importantísimo en la transmisión desde y para el cerebro, como nivel de control de movimiento, es capaz de producir muchos movimientos sin cualquier envolvimiento del cerebro. Algunos de estos movimientos son conocidos como movimientos reflejos medulares (como la retracción del brazo frente a un estímulo nocivo sentido en la mano). Otros son fruto de circuitos espinales más complejos (como el caminar) donde varios reflejos de la médula espinal trabajan en equipo para producir el complejo movimiento de caminar, que le cuesta mucho entrenamiento a los seres humanos en los primeros meses de vida. Este movimiento reflejo explica la razón por la cual bebés recién nacidos presentan el patrón de la marcha si son sostenidos por un adulto.

 El segundo nivel de control motor: el tronco encefálico

El tronco encefálico forma el eje central del encéfalo y comprende el bulbo raquídeo (mielencéfalo), el puente (metencéfalo) y el mesencéfalo y tiene conexiones con la médula, el cerebelo y el cerebro. Investigaciones realizadas por el neurocientífico Walter Hess (1957), donde estímulos eléctricos eran desencadenados a nivel de tronco encefálico en gatos, por ejemplo, demostraron que esta región tenía control sobre comportamientos típicos de las especies.

El tronco encefálico participa de funciones vitales, de tipo respiratorio, circulatorio y gastrointestinal, que hace de él,

Médula espinal

Imagen 22

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aunque primitivo, un órgano de índole trascendental: una lesión en el tronco puede provocar desde alteraciones en las funciones cognitivas hasta la muerte rápidamente. Está vinculado además con el comportamiento alimentario (comer y beber) y el comportamiento sexual.

Como se observa en la imagen Nro. 3, desde el tronco encefálico se originan varias vías que se comunican con la médula, transmitiendo información del cuerpo: con la colaboración del cerebelo, interviene en el sustento del tono muscular, responsable entre otras cosas, del control de la postura al transmitir información procedente del sistema vestibular, el sistema visual y el sistema propioceptivo (mantener la postura adecuada del cuerpo con relación a la fuerza de la gravedad ajustándolo frente a los cambios de posición).

Los diferentes núcleos del tronco encefálico regulan el reflejo de estiramiento posibilitando el mantenimiento constante del tono muscular para regular la postura y permitir que el cuerpo se posicione o reposicione de forma adecuada en relación al ambiente (Lent, 2005).

El tronco encefálico contiene núcleos vestibulares, que con la ayuda del cerebelo, envían información al cerebro sobre la orientación de la cabeza con relación al cuerpo transmitida por los propioceptores del cuello y del cuerpo. Las neuronas del tronco encefálico realizan varios procesos sensoriales y motores:

Imagen Nro.3

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visomotor, auditivo, vestibular, sensaciones y control motor de la cara, boca, garganta.

En el centro del tronco encefálico, están los núcleos del sistema reticular compuestos por colecciones complejas de células. El sistema ascendente de activación reticular (ARAS), imagen Nro. 4, cuando es estimulado de forma continua, interfiere en los estados de vigilia, alerta y vivacidad. La formación reticular tiene, entre otras, tres funciones importantes: regulación de los reflejos musculares, coordinación de funciones de autonomía y modulación de sensación del dolor (Clark et al., 2005).

Asimismo, el tronco encefálico también posee núcleos de los sistemas neuroquímicos que se proyectan a la corteza, sistema límbico e hipotálamo; uno de ellos los núcleos rafe, importante fuente del neurotransmisor serotonina, implicados en la regulación del sueño, del comportamiento agresivo, del dolor y de una serie de funciones instintivas. Está involucrado en los primeros movimientos funcionales de desplazamiento, el arrastre, y del control de las manos para abrir y soltar.

 El tercero nivel de control motor: la corteza cerebral

La corteza es la zona externa del cerebro. En su parte media se encuentra el surco central. A partir de él, se pueden describir dos zonas: una anterior y motora, y otra posterior y sensitiva. Este nivel superior de control motor, lo conforma tres

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zonas especiales: la corteza motora primaria, la corteza premotora y la corteza motora suplementaria. El trabajo integrado de las cortezas motoras resulta en funciones elevadas como organizar actos y patrones motores complejos, crear movimientos bilaterales, elaborar programas para rutinas motoras, ejecutar con precisión movimientos finos, participar en los cambios correctivos para mantener el equilibrio cuando surge una situación inesperada y controlar movimientos de la parte contralateral del cuerpo.

La corteza frontal de cada hemisferio cerebral desempeña un rol muy importante en lo que se refiere a la planificación e iniciación del movimiento, siendo responsable de planificar comportamientos complejos característicos del ser humano. Los movimientos más complejos, como organizar la porción de comida con un cuchillo sobre un tenedor, tejer o pintar una obra de arte, requiere un alto nivel de planificación y control de movimientos. Algunos deportes, de igual manera, exigen altas habilidades motrices, vinculadas a las sensoriales, para que la ejecución del movimiento sea precisa y que esté acorde a los programas motores preestablecidos.

b) Áreas motoras

Es importante destacar algunos aspectos fundamentales de cada una de las áreas motoras que se observan en la imagen Nro. 5:

Área premotora

Área motora suplementaria

Área motora primaria

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 La corteza motora primaria.

La corteza motora primaria tiene una alta importancia para el aprendizaje de tareas motoras, dado que la morfología de las dendritas de las neuronas piramidales cambia con la experiencia. En tal sentido, la eficiencia en las conexiones neuronales de esta zona evoluciona a largo plazo con la actividad y la práctica, por ello los ejercicios físicos y el movimiento juegan un papel primordial en el desarrollo y funcionalidad de esta área.

 La corteza premotora

La corteza premotora juega un importante papel en el control de los músculos proximales y axiales, importantes en las fases iniciales de orientación del cuerpo y el brazo cuándo éste se mueve hacia un blanco determinado. Las áreas premotoras puedan participar en el control del movimiento mediante claves visuales o somatosensoriales (implicadas en los movimientos guiados visualmente).

 La corteza motora suplementaria

Desempeña un papel importante en la programación de secuencias complejas de movimientos. A menudo, conduce a patrones de movimientos tan complejos como: la orientación del cuerpo, abrir, cerrar y rotar manos, movimiento de ojos, vocalización. Crea muchos movimientos bilaterales. Elabora una secuencia necesaria de rutinas motoras exigidas para actos voluntarios que requieren una gran destreza, para establecer un nuevo programa o para adaptar movimientos cuando y cuando algunas instrucciones aprendidas han sido alteradas.

La corteza motora en general, es responsable, entre tantas cosas, de las habilidades más nobles y refinadas, de funciones cerebrales superiores, como el lenguaje expresivo, únicas del ser humano.

1.2.3 Principio del procesamiento paralelo

Pensemos en un día en la playa donde vemos un partido de voleibol de arena. En tan solo minutos observando a uno de los jugadores, nos daremos cuenta de muchos movimientos que realizará en el afán de recibir y pasar bien la pelota.

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Varios de estos movimientos, sin duda alguna, sabemos que el jugador los hace de forma automática, como recoger la pelota, limpiarse la arena de las manos antes de pegar la pelota, o limpiarse el sudor que le cae sobre la frente. Sin embargo, otro tipo de movimiento es ejecutado con mucha atención y habilidad, como por ejemplo, el saque inicial, cuando el atleta para, mira, piensa, evalúa, se posiciona y lanza la pelota en un rinconcito del campo adversario donde seguramente nadie la atrapará.

En este ejemplo, vemos un sistema motor en una complicada situación: manejar muchos músculos, actos motores y secuencias de movimientos en forma simultánea.

Esta tarea es posible gracias a uno de los principios de control de movimiento denominado procesamiento en paralelo.

Aunque existe un principio jerárquico que hará que algunos movimientos sean ejecutados respetando un orden, el sistema de procesamiento en paralelo permite que los sistemas funcionen en simultáneamente. Regresemos al ejemplo del ejército romano.

Como hemos mencionado anteriormente, las órdenes del emperador llegaban hasta el prefecto del pretorio que estaba en Roma, en el cuartel general, que a su vez tenía por debajo otros prefectos, oficiales y centuriones. Aunque las órdenes de los mandos más altos especificaban planes de acción y metas para el encargado de los demás niveles, los mensajes fluían a través de todos los niveles, y dentro de un mismo nivel por distintas vías.

Si pensamos en los ejecutores, los centuriones por ejemplo, independiente de saber en detalles lo que sucedía en los niveles superiores, realizaban muchas acciones en paralelo a las acciones que realizaban los demás, logrando un excelente resultado posterior.

Del mismo modo, el sistema motor se organiza en sistemas paralelos (Figura Nro.1), un conjunto de movimientos entrelazados desde aquellos automáticos y sencillos hasta los más complejos actos voluntarios.

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Leyenda:

CPF- CA Corteza Prefrontal Corteza de asociación

AMP Área Motora Primaria

AMS Área Motora

Suplementaria TE Tronco Encefálico

APM Área Motora Primaria Méd, Médula

1.3 ALGUNAS ESTRUCTURAS QUE APOYAN

A LOS NIVELES DE CONTROL MOTOR.

Cerebelo:

El cerebelo, imagen Nro.6, se encuentra sobre la protuberancia anular, debajo de la corteza cerebral y en la parte posterior del encéfalo. Se encarga de coordinar y modificar la

Figura Nro. 1 Modelo simplificado del procesamiento en paralelo

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actividad resultante de impulsos y órdenes enviados desde el cerebro. Refina el movimiento al comparar la información que recibe del cerebro sobre la actuación motora, de tal manera que puede actuar sobre el tronco encefálico y sobre áreas motoras de la corteza, vigilando, corrigiendo e interrelacionando movimiento, postura, equilibrio, movilidad e información sensorial de tipo auditivo, visual, táctil y propioceptiva. Participa más en la regulación del movimiento que en la ejecución del mismo.

Es una de las estructuras cerebrales estudiadas últimamente, que viene sorprendiendo por su conexión directa no sólo con las habilidades motoras, sino también está involucrado con circuitos neuronales responsables de la

memoria, del lenguaje verbal y no verbal, de la atención, e moción, de la traslación del pensamiento a la acción, de la percepción espacial, entre otras.

Ganglios de la base:

Los ganglios de la base son conformados por estructuras o núcleos subcorticales interconectados situados en zonas muy profundas de los hemisferios cerebrales. No funcionan de manera autónoma como otras zonas de los sistemas motores, sino que depende de la información que proviene de la corteza cerebral y del sistema corticoespinal. Casi todas las fibras

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sensoriales y motoras que conectan corteza y médula, pasan por los ganglios basales, principalmente por dos núcleos importantes: el putamen y el caudado (Imagen Nro.7). Tales núcleos, en perfecta cooperación, son responsables del control cognitivo de la habilidad motora.

El circuito del putamen “está implicado con patrones complejos de la actividad motora para la ejecución subconsciente de movimientos aprendidos, como escribir, cortar papel con tijeras, poner clavos con un martillo, encestar canastas en basquetbol y prácticamente en cualquier movimiento que requiera destreza”. Ya el circuito del caudado, “participa en la planificación cognitiva de las combinaciones de patrones motores sucesivos y paralelos para la consecución de metas conscientes específicas.

La mayoría de nuestras acciones motoras son resultado de pensamientos generados en la mente, un proceso denominado control cognitivo de la actividad motora, en el que el núcleo caudado desempeña un papel predominante”.

Como hemos visto en los párrafos anteriores, los movimientos implican diferentes estructuras del sistema nervioso

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y un número asombroso de células que necesitan trabajar en conjunto para que el cuerpo pueda expresarse.

…..Lo veremos en el próximo capítulo

¿Cuáles serán las células nerviosas directamente involucradas con el movimiento?

¿Cuáles son los componentes fundamentales del sistema motor y cómo se da el aprendizaje y desarrollo de las

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1_{El concepto de retroalimentación del movimiento significaba que solo se podría hacer un nuevo movimiento cuando se} recibía la información (retroalimentación) del movimiento anteriormente ejecutado