Aprendizagem motora - Motor learning

A aprendizagem motora se refere amplamente às mudanças nos movimentos de um organismo que refletem mudanças na estrutura e função do sistema nervoso. O aprendizado motor ocorre em escalas de tempo e graus de complexidade variados: os humanos aprendem a andar ou falar ao longo dos anos, mas continuam a se ajustar às mudanças de altura, peso, força etc. ao longo de suas vidas. O aprendizado motor permite que os animais ganhem novas habilidades e melhora a suavidade e a precisão dos movimentos, em alguns casos calibrando movimentos simples como os reflexos . A pesquisa de aprendizagem motora freqüentemente considera variáveis ​​que contribuem para a formação do programa motor (isto é, comportamento motor habilidoso subjacente), sensibilidade dos processos de detecção de erros e força dos esquemas de movimento (ver programa motor ). A aprendizagem motora é "relativamente permanente", pois a capacidade de responder apropriadamente é adquirida e retida. Ganhos temporários no desempenho durante a prática ou em resposta a alguma perturbação são freqüentemente chamados de adaptação motora , uma forma transitória de aprendizagem. A pesquisa da neurociência sobre aprendizagem motora se preocupa com quais partes do cérebro e da medula espinhal representam movimentos e programas motores e como o sistema nervoso processa o feedback para alterar a conectividade e as forças sinápticas. No nível comportamental, a pesquisa se concentra no projeto e no efeito dos principais componentes que impulsionam a aprendizagem motora, ou seja, a estrutura da prática e o feedback. O tempo e a organização da prática podem influenciar a retenção de informações, por exemplo, como as tarefas podem ser subdivididas e praticadas (ver também práticas variadas ), e a forma precisa de feedback pode influenciar a preparação, antecipação e orientação do movimento.

Abordagem comportamental

Estrutura da prática e interferência contextual

A interferência contextual foi originalmente definida como "interferência da função na aprendizagem responsável pela melhoria da memória". O efeito de interferência contextual é "o efeito na aprendizagem do grau de interferência funcional encontrado em uma situação de prática quando várias tarefas devem ser aprendidas e praticadas juntas". A variabilidade da prática (ou prática variada ) é um componente importante para a interferência contextual, pois coloca as variações da tarefa na aprendizagem. Embora a prática variada possa levar a um mau desempenho ao longo da fase de aquisição, ela é importante para o desenvolvimento dos esquemas, que são responsáveis ​​pela montagem e melhor retenção e transferência do aprendizado motor.

Apesar das melhorias no desempenho observadas em uma série de estudos, uma limitação do efeito de interferência contextual é a incerteza em relação à causa das melhorias de desempenho, visto que muitas variáveis ​​são constantemente manipuladas. Em uma revisão da literatura, os autores identificam que havia poucos padrões para explicar as melhorias em experimentos que usam o paradigma de interferência contextual. Embora não existam padrões na literatura, áreas comuns e limitações que justificam os efeitos de interferência foram identificados:

  1. Embora as habilidades aprendidas exigissem movimentos de corpo inteiro, a maioria das tarefas tinha uma característica comum; todos eles continham componentes que podiam ser isolados.
  2. A maioria dos estudos que apoiam o efeito de interferência usaram movimentos lentos que permitiram ajustes de movimento durante a execução do movimento.
  3. Segundo alguns autores, a transferência bilateral pode ser obtida por meio de condições alternativas de prática, visto que uma fonte de informação pode se desenvolver de ambos os lados do corpo. Apesar das melhorias observadas nesses estudos, os efeitos de interferência não seriam atribuídos às suas melhorias, e teria sido uma coincidência das características da tarefa e do cronograma de prática.
  4. A terminologia de "habilidades complexas" não foi bem definida. As manipulações procedimentais, que variam entre os experimentos (por exemplo, alterando a similaridade entre as tarefas), foram citadas como contribuintes para a complexidade das habilidades.

Feedback fornecido durante a prática

O feedback é considerado uma variável crítica para a aquisição de habilidades e é amplamente definido como qualquer tipo de informação sensorial relacionada a uma resposta ou movimento. O feedback intrínseco é produzido pela resposta - ocorre normalmente quando um movimento é feito e as fontes podem ser internas ou externas ao corpo. Fontes típicas de feedback intrínseco incluem visão , propriocepção e audição . O feedback extrínseco é uma informação aumentada fornecida por uma fonte externa, além do feedback intrínseco. O feedback extrínseco às vezes é classificado como conhecimento do desempenho ou conhecimento dos resultados.

Vários estudos manipularam os recursos de apresentação das informações de feedback (por exemplo, frequência, atraso, atividades interpoladas e precisão) a fim de determinar as condições ideais para o aprendizado. Consulte a Figura 4, a Figura 6 e a Tabela 1 de resumo para uma explicação detalhada da manipulação do feedback e do conhecimento dos resultados (veja abaixo).

Conhecimento de desempenho

Conhecimento de desempenho (KP ) ou feedback cinemático refere-se às informações fornecidas a um executante, indicando a qualidade ou padronização de seu movimento. Pode incluir informações como deslocamento, velocidade ou movimento articular. KP tende a ser diferente do feedback intrínseco e mais útil em tarefas do mundo real. É uma estratégia frequentemente empregada por treinadores ou profissionais de reabilitação.

Conhecimento dos resultados

Conhecimento de resultados (KR) é definido como informação extrínseca ou aumentada fornecida a um performer após uma resposta, indicando o sucesso de suas ações em relação a um objetivo ambiental. KR pode ser redundante com feedback intrínseco, especialmente em cenários do mundo real. No entanto, em estudos experimentais, refere-se às informações fornecidas além das fontes de feedback que são naturalmente recebidas quando uma resposta é feita (ou seja, feedback produzido pela resposta; Normalmente, KR também é verbal ou verbalizável. O impacto do KR no motor a aprendizagem foi bem estudada e algumas implicações são descritas a seguir.

Desenho experimental e conhecimento dos resultados

Freqüentemente, os experimentadores falham em separar o aspecto relativamente permanente da mudança na capacidade de resposta (isto é, indicativo de aprendizagem) dos efeitos transitórios (isto é, indicativo de desempenho). Para dar conta disso, foram criados projetos de transferência que envolvem duas fases distintas. Para visualizar o projeto de transferência, imagine uma grade 4x4. Os títulos das colunas podem ser intitulados "Experiência nº 1" e "Experiência nº 2" e indicar as condições que você deseja comparar. Os títulos das linhas são intitulados "Aquisição" e "Transferência", em que:

  1. O bloco de aquisição (2 colunas) contém as condições de teste nas quais alguma variável é manipulada (ou seja, diferentes níveis de KR aplicados) e diferentes grupos recebem diferentes tratamentos. Este bloco representa os efeitos transitórios de KR (ou seja, desempenho)
  2. O bloco de transferência (2 colunas) contém as condições de teste nas quais essa variável é mantida constante (ou seja, um nível comum de KR aplicado; normalmente uma condição sem KR). Quando apresentado com uma condição sem KR, este bloco representa os efeitos persistentes do KR (ou seja, aprendizagem). Por outro lado, se este bloco é dado a assuntos em um formato onde KR está disponível, os efeitos transitórios e persistentes de KR são complicados e é argumentado que não pode ser interpretado para efeitos de aprendizagem.

Após um período de descanso, as mudanças na capacidade de resposta (ou seja, efeitos) são consideradas aquelas atribuídas à aprendizagem, e o grupo com o desempenho mais eficaz aprendeu mais.

Papel funcional do conhecimento dos resultados e potencial confusão de efeitos

KR parece ter muitos papéis diferentes, alguns dos quais podem ser vistos como temporários ou transitórios (ou seja, efeitos de desempenho). Três dessas funções incluem: 1) motivação, 2) função associativa e 3) orientação. A influência motivacional pode aumentar o esforço e interesse do executor na tarefa, bem como manter esse interesse uma vez que o KR ​​seja removido. Embora seja importante para criar interesse na tarefa para fins de desempenho e aprendizagem, no entanto, até que ponto isso afeta a aprendizagem é desconhecido. A função associativa de KR provavelmente está envolvida na formação de associações entre estímulo e resposta (isto é, Lei do Efeito ). No entanto, esse efeito adicional não é capaz de explicar as descobertas em tarefas de transferência que manipulam a frequência relativa de KR; especificamente, a diminuição da frequência relativa resulta em um aprendizado aprimorado. Para uma discussão alternativa sobre como KR pode calibrar o sistema motor para o mundo externo (consulte a teoria do esquema no programa motor ). O papel de orientação do KR é provavelmente o mais influente para a aprendizagem, pois as fontes internas e externas de feedback desempenham um papel de orientação no desempenho de uma tarefa motora. Como o executor é informado sobre os erros no desempenho da tarefa, a discrepância pode ser usada para melhorar continuamente o desempenho nas tentativas seguintes. No entanto, a hipótese de orientação postula que o fornecimento de muito feedback externo e aumentado (por exemplo, KR) durante a prática pode fazer com que o aluno desenvolva uma dependência prejudicial dessa fonte de feedback. Isso pode levar a um desempenho superior durante a prática, mas um desempenho ruim na transferência - uma indicação de aprendizado motor deficiente. Além disso, implica que, à medida que o executante melhora, as condições de KR devem ser adaptadas de acordo com a habilidade do executor e a dificuldade da tarefa, a fim de maximizar o aprendizado (ver quadro de pontos de desafio ).

Especificidade da hipótese de aprendizagem

A especificidade da hipótese de aprendizagem sugere que a aprendizagem é mais eficaz quando as sessões de prática incluem condições ambientais e de movimento que se assemelham às exigidas durante o desempenho da tarefa - replicando o nível de habilidade alvo e o contexto para o desempenho. p. 194 Sugere que o benefício da especificidade na prática ocorre porque o aprendizado motor é combinado com a prática física durante o esporte ou habilidade aprendida. p. 90 Ao contrário das crenças anteriores, o aprendizado de habilidades é realizado alternando-se o aprendizado motor e o desempenho físico, fazendo com que as fontes de feedback trabalhem juntas. O processo de aprendizagem, especialmente para uma tarefa difícil, resulta na criação de uma representação da tarefa onde todas as informações relevantes relativas ao desempenho da tarefa são integradas. Essa representação torna-se intimamente associada ao aumento da experiência na execução da tarefa. Como resultado, remover ou adicionar uma fonte significativa de informação após um período de prática onde ela estava presente ou não, não causa a deterioração do desempenho. A alternância de aprendizagem motora e prática física pode levar a um ótimo, senão melhor desempenho, em oposição à prática apenas física.

Abordagem fisiológica

O cerebelo e os gânglios da base são essenciais para o aprendizado motor. Como resultado da necessidade universal de movimento devidamente calibrado, não é surpreendente que o cerebelo e os gânglios da base sejam amplamente conservados em vertebrados, de peixes a humanos .

Por meio do aprendizado motor, o ser humano é capaz de atingir um comportamento muito habilidoso e, por meio do treinamento repetitivo, pode-se esperar um certo grau de automaticidade. E embora este possa ser um processo refinado, muito se aprendeu com os estudos de comportamentos simples. Esses comportamentos incluem condicionamento para piscar os olhos , aprendizagem motora no reflexo vestíbulo-ocular e canto de pássaros . A pesquisa sobre a Aplysia californica , a lesma do mar, proporcionou um conhecimento detalhado dos mecanismos celulares de uma forma simples de aprendizado.

Um tipo de aprendizagem motora ocorre durante a operação de uma interface cérebro-computador . Por exemplo, Mikhail Lebedev , Miguel Nicolelis e seus colegas demonstraram recentemente a plasticidade cortical que resultou na incorporação de um atuador externo controlado por uma interface cérebro-máquina na representação neural do sujeito.

No nível celular, o aprendizado motor se manifesta nos neurônios do córtex motor . Usando técnicas de registro unicelular , o Dr. Emilio Bizzi e seus colaboradores mostraram que o comportamento de certas células, conhecidas como " células de memória ", pode sofrer alterações duradouras com a prática.

O aprendizado motor também é realizado no nível músculo - esquelético . Cada neurônio motor do corpo inerva uma ou mais células musculares e, juntas, essas células formam o que é conhecido como unidade motora. Para que uma pessoa execute até mesmo a tarefa motora mais simples, a atividade de milhares dessas unidades motoras deve ser coordenada. Parece que o corpo lida com esse desafio organizando unidades motoras em módulos de unidades cuja atividade está correlacionada.

Aprendizagem motora desordenada

Dispraxia

As deficiências associadas ao transtorno do desenvolvimento da coordenação (DCD) envolvem dificuldade em aprender novas habilidades motoras, bem como controle postural limitado e déficits na coordenação sensório-motora. Parece que crianças com TDC não são capazes de melhorar o desempenho de tarefas motoras complexas apenas com a prática. No entanto, há evidências de que o treinamento específico para tarefas pode melhorar o desempenho de tarefas mais simples. A aprendizagem de habilidades prejudicadas pode estar correlacionada com a atividade cerebral, particularmente, uma redução da atividade cerebral em regiões associadas à prática motora habilidosa.

Apraxia

A aprendizagem motora tem sido aplicada à recuperação do AVC e à neurorreabilitação, visto que a reabilitação é geralmente um processo de reaprendizagem das habilidades perdidas por meio da prática e / ou treinamento. Embora os médicos de reabilitação utilizem a prática como um componente principal dentro de uma intervenção, uma lacuna permanece entre o controle motor e a pesquisa de aprendizagem motora e a prática de reabilitação. Paradigmas comuns de aprendizagem motora incluem paradigmas de braço de robô, onde os indivíduos são encorajados a resistir contra um dispositivo portátil durante movimentos específicos do braço. Outro conceito importante para a aprendizagem motora é a quantidade de prática implementada em uma intervenção. Estudos sobre a relação entre a quantidade de treinamento recebido e a retenção da memória após um determinado período de tempo têm sido um foco popular de pesquisa. Foi demonstrado que o excesso de aprendizagem leva a grandes melhorias na retenção de longo prazo e pouco efeito no desempenho. Os paradigmas da prática de aprendizagem motora compararam as diferenças de diferentes esquemas de prática e propuseram que a repetição dos mesmos movimentos não é suficiente para reaprender uma habilidade, pois não está claro se a verdadeira recuperação do cérebro é obtida apenas pela repetição. Sugere-se que os métodos de compensação se desenvolvam por pura repetição e para eliciar mudanças corticais (verdadeira recuperação), os indivíduos devem ser expostos a tarefas mais desafiadoras. A pesquisa que implementou a aprendizagem motora e a prática de reabilitação tem sido usada na população de AVC e inclui treinamento de habilidade do braço, terapia de movimento induzida por restrição , estimulação neuromuscular disparada por eletromiógrafo , terapia de robô interativo e reabilitação baseada em realidade virtual . Um estudo recente de condicionamento isquêmico foi fornecido por meio da inflação e desinsuflação do manguito de pressão arterial no braço, para facilitar o aprendizado. Ele mostrou pela primeira vez em humanos e animais, que o condicionamento isquêmico pode melhorar o aprendizado motor e que o aprimoramento é mantido ao longo do tempo. Os benefícios potenciais do condicionamento isquêmico se estendem muito além do AVC para outras populações de reabilitação neurológica, geriátrica e pediátrica. Essas descobertas foram publicadas nas notícias da Global Medical Discovery.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos