Un estudio encuentra un cambio en los estados de información dentro del cerebro cuando se realizan tareas especializadas

El cerebro humano prepara movimientos hábiles como tocar el piano, competir en atletismo o bailar al “comprimir y descomprimir” información sobre el tiempo y el orden de los movimientos antes de que se realice la acción, revela un nuevo estudio.

Los expertos descubrieron que el cerebro separa el orden y la sincronización de los movimientos en secuencias complejas, antes de comprimirlos y transferirlos a comandos de movimiento específicos, o “memoria muscular”, cuando la persona comienza la acción.

Descubrieron que la secuencia de movimiento de alto nivel (como el orden y el tiempo) se puede almacenar en varias áreas motoras del cerebro, a menudo a lo largo de varios días de entrenamiento y memorización de secuencias de acción, antes de activarse siguiendo un desencadenante particular, como una señal musical. o un pistoletazo de salida.

Publicando sus hallazgos hoy (6 de febrero) en Revista de neurocienciainvestigadores de la Universidad de Birmingham y la Universidad de Bangor creen que el descubrimiento puede ayudar a mejorar la rehabilitación motora de las víctimas de accidentes cerebrovasculares.

Desde escribir a mano hasta tocar un instrumento musical, realizar secuencias de movimientos de memoria es un sello distintivo del comportamiento humano hábil.

Lo sorprendente es que el cerebro separa estas habilidades en sus características constituyentes en lugar de codificarlas como una memoria muscular integrada, incluso después de un entrenamiento intensivo. Hay un cambio en los estados de información dentro del cerebro cuando se realizan tales tareas.

La información se recupera de la memoria descomprimida cuando la preparamos para su ejecución, antes de comprimirla para iniciar la tarea. Quizás este mecanismo de descompresión nos ayude a permanecer flexibles para los ajustes, incluso en los últimos cientos de milisegundos antes de comenzar el movimiento, por ejemplo, si necesitamos cambiar la velocidad o el tiempo de una acción próxima”.

Dra. Katja Kornysheva, Investigadora Principal, Centro para la Salud del Cerebro Humano, Universidad de Birmingham

En una serie de casi 1000 pruebas, los participantes diestros (excluidos los músicos profesionales) aprendieron y memorizaron cuatro secuencias de teclado que prepararon y luego produjeron después de una indicación visual. Después del entrenamiento, los participantes produjeron las secuencias de teclado en un escáner de resonancia magnética que midió los patrones de actividad en el cerebro durante la tarea. La señal de go no apareció en algunos ensayos, lo que permitió a los investigadores separar la preparación del movimiento en sí.

El primer autor Rhys Yewbrey, de la Universidad de Bangor, comentó: “También encontramos varias regiones del cerebro que controlan el tiempo durante la producción del movimiento, pero ninguna parecía controlar el orden sin integrarlo con el tiempo.

“Hubo un efecto coincidente en el comportamiento de nuestros participantes: fueron más rápidos en adquirir una secuencia con un nuevo orden de presiones con los dedos cuando estaban familiarizados con el tiempo, pero les costó aprender una secuencia cuando tenían que emparejar un orden previamente entrenado con un nueva temporización. Tal vez el control de temporización que permanece activo durante la producción permite flexibilidad incluso después de que el movimiento ha comenzado”.

Los investigadores creen que el cerebro separa el orden de la secuencia y el tiempo como elementos “qué” que representan un control de nivel superior, que se combinan para definir “cómo” exactamente se debe realizar la tarea.

Estos nuevos resultados nos ayudan a comprender mejor cómo las acciones hábiles se almacenan y controlan en el cerebro para las habilidades cotidianas, como escribir a máquina, atarse los cordones de los zapatos y tocar un instrumento musical, y qué las hace flexibles y resistentes a los cambios en el entorno o en los trastornos neurológicos.