Una introducción al Control del Motor

Behavioral Science

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Summary

Control de motor implica la integración y procesamiento de la información sensorial por nuestro sistema nervioso, seguida de una respuesta a través de nuestro sistema óseo para realizar una acción voluntaria o involuntaria. Es vital para entender cómo los controles del sistema de neuroskeletal motor de comportamiento para evaluar lesiones relativas a la coordinación, reflejos y movimiento general. Una mejor comprensión del control del motor ayudará a neurólogos conductuales en el desarrollo de herramientas útiles para el tratamiento de los trastornos motores, tales como la enfermedad de Parkinson o de Huntington.

Este vídeo repasa brevemente las estructuras neuroanatómicas y conexiones que juegan un papel importante en el control de movimiento. Preguntas fundamentales que piden actualmente en el campo de control del motor son introducidos, seguido por algunos de los métodos que se emplean para responder a esas preguntas. Por último, las secciones de aplicación comentarios sobre unos experimentos específicos realizados en los laboratorios de Neurociencia interesados en estudiar este fenómeno.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la ciencia del comportamiento. Una introducción al Control del Motor. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

El control del comportamiento motor, o cómo los pensamientos en nuestro cerebro se traducen en acciones de nuestro cuerpo, es una de las más importantes preguntas que se le pueden pedir por los científicos del comportamiento. Es de fundamental interés científico a entender cómo nuestro sistema nervioso puede percibir e integrar información sensorial y provocar una respuesta a través de nuestro sistema músculo-esquelético. Al mismo tiempo, una mejor comprensión del control de motor nos ayudará a construir mejores herramientas para ayudar a pacientes con trastornos motores.

En este video, aprenderás acerca de las bases neurobiológicas del control de motor, las cuestiones fundamentales del campo, algunas de las técnicas experimentales importantes y algunas aplicaciones específicas de estas técnicas para estudiar el comportamiento motor.

Para empezar, echemos un vistazo a lo que los científicos saben actualmente sobre la neurobiología de control del motor.

Diferentes partes de nuestro sistema nervioso parecen que funcionan jerárquicamente para controlar el comportamiento motor. En la parte superior de la jerarquía neuroanatomical es la corteza de motor, que consiste en el área motora primario y premotora. Sección coronal a través de la corteza de motor revela que el área de motor primaria proyectos "superior las neuronas motoras" abajo la médula espinal para el control de movimientos de diferentes partes. Las neuronas que controlan las partes del cuerpo específicas se localizan a las mismas regiones dentro del área de motor, tal que un "mapa motor" del cuerpo puede identificar aproximadamente y representado en forma de un "homúnculo cortical".

Anterior el área de motor primaria es el área premotora, que es propuesto para ser implicados en el control de movimientos complejos de tareas específicas. Además controlan directamente el movimiento, el área premotora se sugiere también un papel importante en la planificación y el aprendizaje motor.

Otras dos áreas del cerebro pueden desempeñan importantes funciones integradoras en el control del motor: el cerebelo y los ganglios basales. El cerebelo utiliza información de varios sistemas sensoriales para afinar aspectos de la locomoción, tales como ritmo, marcha, equilibrio y postura. También se ha sugerido para desempeñar un papel en el motor de planificación y aprendizaje. Los ganglios basales, que es rica en conexiones a la corteza y otras partes del cerebro, se cree que participan en la selección de una propuesta de muchos para ser ejecutado. Principales enfermedades de motor, tales como Parkinson y Huntington, se han atribuido a las lesiones en los ganglios basales.

Está más lejos abajo de la jerarquía del motor del médula oblonga y la médula espinal. Superior las neuronas motoras de la corteza de motor viajan hacia abajo como los tractos piramidales, que conecta a las neuronas más bajas del motor que controlan directamente el movimiento. Por otro lado, los tractos extrapiramidales recibiendo insumos de otras regiones del cerebro son responsables de modular aspectos del movimiento tales como equilibrio, postura y coordinación.

Además de recibir las instrucciones de los niveles más altos, las neuronas motoras que salen de la médula espinal son también responsables para el desempeño de reflejos espinales involuntarios, como el reflejo rotuliano, donde información sensorial dicta directamente la respuesta de motor.

Ahora que hemos analizado los correlatos neuronales de control del motor, vamos a echar un vistazo a algunas de las preguntas más importantes en el campo del comportamiento motor.

Aunque hay ásperos ideas sobre los roles de varias regiones del cerebro en el control del motor, los científicos aún tratan de averiguar lo que sucede a estos sistemas en trastornos del movimiento. Las actividades motoras específicas siendo investigadas incluyen equilibrio y coordinación, así como destreza. Con mejores herramientas experimentales, algunos científicos están tratando de identificar la localización de eventos patológicos detrás de estos trastornos.

Otra cuestión importante en el campo es: ¿cómo nuestras percepciones sensoriales influyen nuestros movimientos? Por ejemplo, los científicos están intentando comprender cómo visual ilusiones o metas con diferentes perspectivas, puede afectar los movimientos voluntarios e involuntarios. También están investigando Qué postura se ajusta cuando el tema se presenta con diferentes estímulos visuales y promocional.

Finalmente, los científicos también están interesados en estudiar psicomotricidad cómo se adquiere. Esto podría implicar tratando de entender la duración de tiempo y el tipo de información que se requiere para aprender una habilidad motor, y lo permanente es la habilidad que se aprende.

Después de revisar algunas de las preguntas principales del campo, echemos un vistazo a las herramientas experimentales se utiliza para responder a estas preguntas.

Roedores, como ratones y ratas, se utilizan para realizar las pruebas que evalúan el comportamiento motor. Por ejemplo, función básica del aparato locomotor puede ser evaluada con ejercicios caminadora o actividades de campo abierto, mientras que roedores ejercen sobre las configuraciones, tales como la viga de equilibrio y el rotarod, permite equilibrio motor y coordinación para ser probado.

Alternativamente, se puede investigar el aprendizaje motor en roedores utilizando paradigmas que implican alcanzar una recompensa de comida. Tareas de manipulación de alimentos también son útiles para evaluar la destreza del miembro anterior de los animales. Estas pruebas conductuales pueden combinarse con intervenciones como la administración de drogas o cirugía, con el fin de vincular una actividad motora específicamente a una base neurológica particular.

Finalmente, para observar los cambios neurológicos que ocurren durante las actividades motoras, pueden aplicarse técnicas de proyección de imagen y eléctrico. Técnicas como la proyección de imagen con células vivas, electroencefalografía o EEG, electromiografía o EMG puede utilizarse para medir neuronal y actividades musculares mientras el sujeto realiza una tarea del motor.

Después de haber visto algunos métodos comunes utilizados en la investigación de control del motor, vamos a discutir algunas aplicaciones de estas técnicas.

Como se mencionó, pruebas de comportamiento se pueden combinar con lesiones quirúrgicamente inducidas a estudiar la relación entre lesiones neurales específicas y comportamiento motor. En este estudio, los investigadores inducida por una lesión en un lado de la médula espinal cervical en ratas y entonces probaran los efectos sobre la utilización de extremidades de los animales en la locomoción y las tareas de manejo de alimentos. Estos experimentos ayudan a científicos a entender el papel de circuitos neuronales específicos en la actividad motora de la extremidad.

Para estudiar el papel que juega la información sensorial en el control del motor, los investigadores pueden realizar experimentos donde se presentan a los temas de señales sensoriales específicos y observar sus efectos en el movimiento. En este estudio, el participante fue colocado en un ambiente donde los efectos visuales que rodean y la superficie de apoyo fueron programados para mover o influir. Luego se evaluó la capacidad del sujeto para ajustar su postura y mantener el equilibrio.

Por último, algunos científicos están desarrollando protocolos donde se utilizan simultáneamente varios modos de recolección de datos para obtener un cuadro más completo de control del motor. En este estudio, los científicos combinan EEG, EMG y protocolos de captura de movimiento para examinar la actividad neural en los participantes tareas reales motor.

Sólo has visto video de Zeus en el control del comportamiento motor. Este video repasa la comprensión neurobiológica actual de control de motor, preguntas clave y métodos prominentes del campo, así como algunas aplicaciones de los métodos para estudiar el comportamiento motor. ¡Como siempre, gracias por ver!

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