4.2. Validación del sistema de tracking utilizando un paradigma visuomotor
4.2.4. Discusión
[ 6 -62 -2] 3.38
Bilateral Giro frontal superior [4 38 36] 4.35
Bilateral Giro frontal medio, área sup. motora [-8 -22 60] 4.4 [6 -28 60] 3.9 [4 -14 62] 3.57
Derecho Precuneus, cuneus [20 -72 30] 4.24
[ 6 -74 26] 3.48 Izquierdo Lóbulo parietal superior (BA 7) [-36 -52 62] 4.22
Izquierdo Cuneus [-18 -90 6] 4.06
[-16 -98 -6] 3.44 Izquierdo Giro occipital superior, precuneus [-22 -70 24] 4.02
Derecho Giro cingulado posterior [14 -30 38] 4.01
[6 -34 40] 3.5 Bilateral Giro cingulado anterior (BA 24) [4 -10 36] 3.99 Derecho Giro frontal medial (BA 9,BA 8) [46 24 44] 3.99 Derecho Giro lingual, cisura calcarina [20 -84 4] 3.95 [12 -72 0] 3.5 Izquierdo Giro cingulado posterior [-24 -18 36] 3.94
[-18 -28 38] 3.91 [-22 -40 36] 3.9 Derecho Juntura occipito-temporal (BA 37, BA 19) [42 -72 -2] 3.93 Derecho Lóbulo parietal inferior (BA 40) [48 -38 44] 3.78 [34 -46 42] 3.61
Tabla 4-2. Áreas de activación relativas al contraste pelota acercándose > pelota alejándose.
Las estructuras anatómicas se muestran junto a las correspondientes coordenadas MNI del punto de máxima activación local. Los máximos locales están separados al menos por 8 mm de distancia; p < .001; k = 40.
Sistema de tracking
En primer lugar se ha comprobado que mover el LED con la mano durante el juego no ha inducido movimientos importantes en la cabeza. El escaso peso del LED de alta luminiscencia ha hecho posible controlarlo con facilidad, previniendo movimientos bruscos. Hay que indicar que mantener la mano en una posición elevada es un ejercicio que produce cansancio, por lo que un soporte como el que nosotros utilizamos en otros experimentos puede resultar útil para prevenir la fatiga.
En este caso, el sistema ha permitido al jugador controlar el movimiento de un objeto con un grado de libertad, pero esto puede ser inmediatamente extendido a dos, como se ha hecho en otras aplicaciones que utilizan el Wii Remote fuera de resonancia magnética.
Como se mencionó en la primera parte de este capítulo, nuestro sistema es más apropiado que un joystick o un ratón cuando el investigador tiene que trabajar con movimientos amplios de la mano. En esencia, esto sucede porque se puede crear una homografía (una relación entre dos figuras en la que cada punto de la primera se corresponde con un único punto en la segunda, y viceversa). De este modo, los movimientos de la mano fueron asociados con los movimientos de la raqueta en la pantalla, lo que permitió unos desplazamientos más naturales. Además, durante todo el experimento se tuvo acceso a las posiciones de la mano, la pelota y la raqueta; de la misma manera sería posible tener un gran control del entorno en los experimentos que usen otros paradigmas. El sistema podría adaptarse con facilidad a otras tareas, como escribir letras en el aire, incluso devolviendo retroalimentación visual de los trazos en tiempo real mediante gafas compatibles con resonancia.
Actividad cerebral
El análisis de los datos ha mostrado un conjunto de regiones con mayor actividad en los periodos del juego en los que la pelota se estaba aproximando al jugador, al compararlos con los periodos en los que se alejaba, es decir, cuando estaban haciendo
la mayoría de los seguimientos visuales, cálculo de trayectorias y correcciones para detener la pelota. La mayoría de estas regiones, recogidas en la Tabla 4-2, han sido descritas como activas en investigaciones previas que han utilizado paradigmas visuomotores relacionados con el nuestro.
En efecto, se ha informado sobre actividad en el núcleo caudado durante tareas de tracking guiadas visualmente (Floyer-Lea & Matthews, 2004). Además, se ha mostrado mediante fMRI que la actividad de las áreas de la corteza cerebelar relacionadas con los movimientos de los dedos o de la mano se incrementa significativamente cuando los sujetos realizan seguimiento visuomotor coordinado de un objetivo presentado visualmente (Miall et al., 2000). De esta manera, el cerebelo tendría un papel en la detección y corrección de errores visuomotores (Flament, Ellermann, Kim, Ugurbil, &
Ebner, 1996). Por otra parte, la zona medial del giro frontal superior parece asociada con la planificación y ejecución de movimientos dentro de un circuito fronto-cerebelar (Doron, Funk, & Glickstein, 2010). Las áreas superiores mediales frontales pueden vincularse con un sistema que se ocupa de los errores relacionados con las correcciones (Krigolson & Holroyd, 2006). Nuestros resultados muestran también activaciones en otras áreas especializadas en seguimiento visuomotor localizadas en la parte superior del giro frontal medial y en el área suplementaria motora (Brown et al., 2004). En cuanto al precuneus (ya mencionado anteriormente como parte del sistema de mentalización), se ha sugerido que tiene un papel en dirigir la atención en el espacio cuando una persona realiza, imagina o prepara movimientos (Cavanna &
Trimble, 2006), durante el seguimiento de objetivos visuales (Culham et al., 1998) o cuando la mano se extiende hacia este tipo de objetivos (Filimon, Nelson, Huang, &
Sereno, 2009). El cuneus es otra área que presenta actividad durante movimientos de alcance guiados visualmente, y puede estar relacionada con la monitorización de la posición de la mano con respecto al objetivo visual (Kertzman, Schwarz, Zeffiro, &
Hallett, 1997). Por lo que respecta a la corteza parietal superior, se ha encontrado activada durante tareas de alcance de un estímulo visual (Filimon et al., 2009). Además de esto, se ha comprobado que el giro occipital superior izquierdo se activa durante
tareas en las que los participantes deben mover un joystick en la dirección indicada por un objeto (Honda, Wise, Weeks, Deiber, & Hallett, 1998). La corteza cingulada anterior y posterior son áreas implicadas en la detección de errores y en el aprendizaje (Luu, Shane, Pratt, & Tucker, 2009), posiblemente en este caso su actividad está relacionada con las correcciones que ha de implementar el sistema motor para seguir la pelota adecuadamente. Asimismo, el giro frontal medial derecho es una región implicada en el aprendizaje visuomotor (Muller, Kleinhans, Pierce, Kemmotsu, & Courchesne, 2002) y en los movimientos oculomotores; en los seres humanos se sobrepone con los campos visuales frontales (Blanke et al., 2000) y su actividad esté posiblemente relacionada con los movimientos sacádicos voluntarios y los movimientos de persecución del ojo realizados durante el juego. Igualmente, tanto los movimientos de los miembros como los movimientos sacádicos hacia un estímulo detectado pueden producir importantes señales alrededor de la cisura calcarina y el giro lingual (Astafiev, Stanley, Shulman, & Corbetta, 2004). Por lo que respecta a la juntura occipito- temporal, se piensa que es parte de una red neural implicada en la percepción de movimientos humanos (Grezes & Costes, 1998), aunque también puede activarse por la observación de movimientos en el espacio (Engel, Burke, Fiehler, Bien, & Rosler, 2008), como los de la pelota o la raqueta utilizada en el juego. Finalmente, durante tareas de seguimiento visuomotor, se han encontrado correlatos neuronales de los errores motores y del aprendizaje en el lóbulo inferior parietal (Grafton, Schmitt, Van Horn, & Diedrichsen, 2008).
Hay que indicar que el contraste PAC > PAL no ha revelado diferencias de actividad en la corteza motora primaria, tal y como podía haberse esperado; una posible explicación es que durante la condición PAL los sujetos tenían que mantener la mano levantada y ejecutar algunos movimientos (por ejemplo, acercar la raqueta al centro de la pantalla).
En resumen, los datos indican el reclutamiento de un conjunto de áreas (principalmente occipital y frontal, pero también parietal y temporal) cuando los sujetos, desde la perspectiva de la primer persona, están intentando alcanzar un
objeto que se aproxima. Estos resultados son coherentes con los de estudios que han utilizado tareas visuomotoras relacionadas, por lo que se muestra la robustez de nuestro nuevo sistema de tracking y su utilidad para este tipo de experimentos.