Pirámide de los aprendizajes y neurología funcional: la neuromecánica que el esquema simplifica

Pirámide de los aprendizajes y neurología funcional: misma fuerza, otro gesto

Para LabO RNP, la neurología funcional es la neurología del movimiento, o neuromecánica. La pirámide de los aprendizajes de Williams y Shellenberger ofrece una imagen muy simplificada de ella. Bajo sus casillas, en el modelo que enseñamos, el tronco encefálico estabiliza el cuerpo antes del gesto (estabilidad refleja proactiva) y el cerebelo lo corrige durante (estabilidad refleja retroactiva).

Hola a ti, el profesional del movimiento,

Dos jugadores del mismo grupo pasan por la plataforma de fuerza. En el salto vertical, sus curvas casi se superponen: mismo pico de fuerza, misma altura. Luego les pides un salto lateral con recepción sobre un pie, mientras un compañero les lanza un balón. El primero aterriza con los ojos todavía en el balón. El segundo toca el suelo en dos tiempos, la rodilla busca su sitio, y el balón se le escapa una de cada tres veces.

Los músculos producen la misma fuerza, la plataforma lo mostró. Entonces, ¿dónde se juega la diferencia?

Antes del músculo. La pirámide de los aprendizajes de Williams y Shellenberger te ayuda a localizar el nivel que falla, pero sigue siendo una imagen muy simplificada de lo que se llama neurología funcional: la neurología del movimiento, o mejor dicho, la neuromecánica.

Neurología funcional y neuromecánica: leer el sistema que produce el gesto

El término circula con varios sentidos. En LabO RNP, designa el primer módulo de la formación de Nivel 1, dedicado al tronco encefálico y al cerebelo. En él se estudia cómo el sistema nervioso organiza la estabilidad y la precisión de un gesto, antes de la fuerza que lo propulsa.

La investigación tiene un nombre para este campo. Para Kiisa Nishikawa y sus colegas (2007), la neuromecánica estudia cómo los músculos, los órganos de los sentidos, las redes generadoras de patrones motores y el cerebro interactúan para producir un movimiento coordinado, incluso ante una perturbación imprevista. La información circula en bucle, del cerebro a la médula, a los músculos, al cuerpo y de vuelta al cerebro.

La biomecánica describe ángulos, palancas y fuerzas; la neuromecánica sube un escalón, hacia la razón por la que el sistema eligió ese gesto. El artículo biomecánica o neuromecánica muestra cómo se complementan las dos lentes. Observar cómo los sistemas producen el movimiento es una lectura; buscar una lesión sigue siendo el trabajo del médico.

Vista desde este ángulo, la pirámide dibujada en 1991 por Kathleen Taylor y Maryann Trott ordena resultados: el esquema corporal, la coordinación ojo-mano, el ajuste postural. Los bucles que producen esos resultados quedan fuera del dibujo, y dos estructuras sostienen buena parte de ellos.

Tronco encefálico y postura: la estabilidad refleja proactiva

El tronco encefálico conecta el cerebro, el cerebelo y la médula espinal. Sus tres segmentos, el mesencéfalo, la protuberancia y el bulbo, albergan los núcleos de diez de los doce pares de nervios craneales. También se encuentra allí la formación reticular, una red de neuronas que participa en la regulación del tono y de la vigilia. Kaoru Takakusaki (2017) describe el papel de la vía reticuloespinal en el nivel de tono muscular, y el de la vía vestibuloespinal en el equilibrio.

Levanta un brazo rápido, de pie: los músculos de tus piernas y de tu tronco han cambiado de actividad antes que el del hombro. Jean Massion (1992) hizo de estos ajustes posturales anticipados una pieza clave de su análisis de la coordinación entre postura y movimiento. Alexander Aruin y Mark Latash (1995) los midieron en personas de pie sobre una plataforma de fuerza. La actividad eléctrica de los músculos posturales cambia antes de la primera ráfaga del músculo motor, con un patrón que depende de la dirección del gesto.

¿De dónde parte esta señal? Takakusaki sitúa la programación de estos ajustes en las áreas motoras de la corteza, relevada por las vías corticorreticulares y reticuloespinales. En el gato, Bénédicte Schepens y Trevor Drew (2004) registraron 142 neuronas de la formación reticular de la protuberancia y el bulbo durante un movimiento de alcance. Más de la mitad (58 %) aumentaban su actividad antes de la salida del gesto.

Esto es lo que LabO RNP llama estabilidad refleja proactiva: la corteza decide, y el tronco encefálico sienta la base antes de que el gesto salga. El artículo sobre la formación reticulopontobulbar la cuenta, el que trata de el tronco encefálico, director de orquesta del movimiento recoloca toda la región. En el segundo jugador, mira lo que pasa justo antes del impulso: ¿el tronco se fija, el apoyo se carga, o todo se arregla en el aire?

Cerebelo y movimiento: la estabilidad refleja retroactiva

El cerebelo regula un gesto que la corteza ha lanzado. Recibe una copia de la orden y el retorno de los sensores, compara lo previsto con lo realizado y corrige. Daniel Wolpert, Chris Miall y Mitsuo Kawato (1998) reunieron los argumentos a favor de modelos internos alojados en el cerebelo, capaces de predecir las consecuencias de una orden. Reza Shadmehr y sus colegas (2010) describen cómo estas predicciones sirven para corregir el error y adaptar el gesto de un intento al siguiente.

El ejemplo más estudiado está en tu mirada. Cuando tu cabeza gira, el reflejo vestibuloocular hace girar tus ojos en sentido contrario para mantener la imagen nítida, y cuando la imagen se desliza repetidamente por la retina, el cerebelo recalibra poco a poco su ganancia. Masao Ito propuso esta hipótesis del flóculo a principios de los años 1970 y publicó su síntesis en 1982. Discutida desde entonces, sigue siendo un modelo clásico del aprendizaje motor.

La máquina es densa. Frederico Azevedo y sus colegas (2009) contaron una media de 86 000 millones de neuronas en el cerebro de hombres adultos, de las cuales solo el 19 % están en la corteza cerebral. El cerebelo concentra unos 69 000 millones, alrededor del 80 % del total. En la formación, su papel se resume con el ABC del movimiento: precisión y fluidez, equilibrio y tono, coordinación. El artículo de consenso publicado en 2012 por Mario Manto y diecisiete colegas reconoce que su papel preciso en el movimiento sigue en debate. Para la vertiente del aprendizaje, lee el cerebelo y el aprendizaje.

Las dos estabilidades trabajan juntas. Marcio Santos, Neeta Kanekar y Alexander Aruin (2010) perturbaron el equilibrio de ocho personas de pie con un empujón a la altura de los hombros. Cuando el empujón era imprevisible, no aparecía ningún ajuste anticipado, solo correcciones a posteriori. Cuando era previsible, una fuerte actividad anticipada precedía al impacto, las correcciones disminuían y el centro de presión se movía menos. En este experimento, cuanto mejor estaba sentada la base de antemano, menos quedaba por corregir después.

Tabla: los cinco niveles de la pirámide y los bucles que los sostienen

Esta correspondencia es nuestra lectura, construida sobre la neurofisiología publicada y sin valor de herramienta de evaluación validada. El nivel 3 se detalla en el artículo sobre el desarrollo sensoriomotor, el nivel 4 en el del desarrollo perceptivo-motor.

La lectura neuromecánica de un gesto: tres preguntas, luego el tono

En Reprogramación Neuro-Postural, un gesto se lee a partir de lo que lo informa, con tres preguntas.

¿Cómo se mueve la cabeza? El vestíbulo, alojado en el oído interno, mide sus rotaciones, sus aceleraciones y su inclinación respecto a la gravedad, y alimenta tanto la mirada como la postura. ¿Dónde están los ojos y cómo se mueven? Fijan, siguen, saltan de un objetivo a otro, y una mirada que se desprende cambia lo que sigue del gesto. ¿Cómo se mueve el cuerpo en el espacio y en el tiempo? Los sensores de los músculos, de los tendones y de la piel, que forman la base sensorial de la pirámide, responden a esa.

Estos tres canales alimentan el bucle sensoriomotor, y el sistema no les concede la misma confianza según la situación. Robert Peterka (2002) mostró que cuanto más se mueven el suelo o el entorno visual, más se apoya la postura en el vestíbulo.

Llega la cuarta pregunta: ¿qué tono de base facilita el gesto, el de los flexores o el de los extensores? Una recepción sobre un pie exige extensores antigravitatorios listos antes del contacto, y los manuales describen la vía vestibuloespinal como facilitadora de esos extensores. El reflejo vestibuloespinal es su versión visible. El episodio sobre el tono de los flexores y de los extensores desarrolla esta cuestión.

Vuelve a pasar al segundo jugador por el tamiz: su cabeza gira hacia el balón, sus ojos lo sueltan en el impacto, su cuerpo aterriza en dos tiempos. Cada una de estas respuestas abre una pista que comprobar.

Lo que la ciencia establece, lo que la formación modeliza

Los ajustes posturales anticipados y compensatorios, la contribución de la formación reticular a la postura, la corrección de errores por el cerebelo y la calibración del reflejo vestibuloocular están establecidos. Están publicados y replicados, y figuran en manuales como el de Eric Kandel y sus colegas. La neuromecánica es un campo de investigación reconocido.

Otros elementos pertenecen al modelo de enseñanza. Confiar la estabilidad proactiva al tronco encefálico y la estabilidad retroactiva al cerebelo es una simplificación pedagógica. El cerebelo también predice, mediante sus modelos internos, y Takakusaki le atribuye un papel de modulación de la postura; los reflejos vestibuloespinales, por su parte, también responden tras una perturbación. Lo mismo ocurre con el ABC del movimiento y con la cuadrícula de lectura en tres preguntas. Son lecturas enseñadas en la formación, útiles para observar, sin validación como herramientas de medida. La pirámide misma sigue siendo un modelo de profesionales, sin estudio de origen.

Un límite afecta también a la reevaluación. Una mejora tras una estimulación muestra que una salida ha cambiado, sin decir qué estructura se ha visto afectada: el calentamiento, la costumbre de la prueba o la expectativa de la persona bastan a veces para explicar la mejora.

En el terreno: observar la recepción antes de evaluar

El segundo jugador ya te da con qué observar, sin añadir nada a la sesión. El juego le envía balones cuya trayectoria se lee pronto, y otros que lo sorprenden. El experimento de Santos recuerda que el sistema se organiza de otra manera según pueda anticipar o deba corregir sobre la marcha. Lo que notas de una situación a otra sigue siendo una observación, que hay que cruzar con el resto de tu lectura.

Tus tres preguntas orientan después tu mirada hacia la cabeza, los ojos o el cuerpo. Lo que viene después pertenece al ciclo de prueba, estimulación y reevaluación, con el límite visto más arriba: una reevaluación que mejora muestra que una salida ha cambiado, sin señalar la estructura implicada. La tarea real, la recepción con balón, dirá si el cambio cuenta en el terreno.

La frontera con el examen médico sigue siendo fija. Un vértigo, una visión doble, una pérdida de equilibrio repentina, un entumecimiento de un lado, una señal inusual tras un golpe en la cabeza: detienes la sesión y orientas hacia el médico. En el niño cuyo nivel parece fallar hasta el punto de pesar en la escuela o la vida diaria, la evaluación corresponde al médico, al terapeuta ocupacional o al psicomotricista. Tú observas y orientas, y luego trabajas el movimiento.

Volvamos a los dos jugadores: dónde se jugaba la diferencia

La plataforma medía lo que los músculos podían producir. La recepción con balón dejaba ver, en la lectura que se enseña, lo que el tronco encefálico asentaba antes del impulso y lo que el cerebelo corregía durante. La pirámide te indica el nivel; la neuromecánica te ayuda a leer el bucle que lo sostiene. Para recolocar cada nivel en el conjunto, vuelve a la pirámide de los aprendizajes y sus cinco niveles.

Cuando la fuerza es la misma, mira lo que el sistema nervioso asentó antes del gesto y lo que corrige durante.

👉 Quiero formar parte de los profesionales que leen el bucle de antemano.

Preguntas frecuentes sobre la pirámide de los aprendizajes y la neurología funcional

¿Qué es la neurología funcional en LabO RNP?

Es la neurología del movimiento, que también se puede llamar neuromecánica: la lectura de cómo el sistema nervioso produce un gesto, más allá del músculo solo. Constituye el primer módulo de la formación de Nivel 1 de LabO RNP, dedicado al tronco encefálico, que estabiliza el cuerpo antes del gesto, y al cerebelo, que lo corrige durante.

¿Qué relación hay entre la pirámide de Williams y Shellenberger y la neurología funcional?

La pirámide de Taylor y Trott, retomada por Williams y Shellenberger, ordena veintidós competencias en cinco niveles. Es una imagen muy simplificada: bajo sus casillas, bucles nerviosos, sobre todo los del tronco encefálico y el cerebelo, producen la estabilidad y la precisión de los gestos. La neurología funcional lee esos bucles.

¿Qué es la estabilidad refleja proactiva?

Es el nombre que LabO RNP da a la estabilización que el sistema nervioso pone en marcha antes de un movimiento voluntario. La investigación la describe con el nombre de ajustes posturales anticipados: cuando levantas un brazo rápido, los músculos de tu tronco y de tus piernas cambian de actividad antes que el del hombro. En el gato, una mayoría de las neuronas registradas en la formación reticular del tronco encefálico se activan antes de la salida del gesto.

¿Cuál es el papel del cerebelo en el movimiento?

El cerebelo regula los gestos que lanza la corteza. Compara el movimiento previsto con el realizado, corrige el error y adapta el gesto de un intento al siguiente, por ejemplo recalibrando el reflejo vestibuloocular. LabO RNP llama a esta vertiente estabilidad refleja retroactiva, o compensatoria. Su papel preciso sigue siendo objeto de debate entre los investigadores.

¿Qué diferencia hay entre biomecánica y neuromecánica?

La biomecánica describe el movimiento visible: ángulos, palancas, fuerzas. La neuromecánica estudia cómo el cerebro, los órganos de los sentidos y los músculos interactúan para producir ese movimiento, incluso frente a una perturbación. Sirve para comprender por qué el sistema organizó el gesto de esa manera.

¿Dónde se detiene la lectura del profesional del movimiento?

Observa el movimiento, plantea una hipótesis y la pone a prueba mediante prueba, estimulación y reevaluación. Nombrar una causa neurológica corresponde al médico: un vértigo, una visión doble, una pérdida de equilibrio repentina o una señal inusual tras un golpe en la cabeza obligan a detenerse y orientar. En el niño, la evaluación corresponde al médico, al terapeuta ocupacional o al psicomotricista. LabO RNP no es médica ni paramédica, y se añade como complemento de un itinerario de atención, nunca en su lugar.

Fuentes

Taylor K., Trott M. (1991). Pyramid of Learning, en Williams M.S., Shellenberger S. (1996). How Does Your Engine Run? A Leader's Guide to the Alert Program for Self-Regulation. Albuquerque: TherapyWorks.

Kandel E.R., Koester J.D., Mack S.H., Siegelbaum S.A. (2021). Principles of Neural Science, 6.ª edición. Nueva York: McGraw Hill.

Nishikawa K. et al. (2007). Neuromechanics: an integrative approach for understanding motor control. Integrative and Comparative Biology, 47(1), 16-54.

Takakusaki K. (2017). Functional neuroanatomy for posture and gait control. Journal of Movement Disorders, 10(1), 1-17.

Massion J. (1992). Movement, posture and equilibrium: interaction and coordination. Progress in Neurobiology, 38(1), 35-56.

Aruin A.S., Latash M.L. (1995). Directional specificity of postural muscles in feed-forward postural reactions during fast voluntary arm movements. Experimental Brain Research, 103(2), 323-332.

Schepens B., Drew T. (2004). Independent and convergent signals from the pontomedullary reticular formation contribute to the control of posture and movement during reaching in the cat. Journal of Neurophysiology, 92(4), 2217-2238.

Wolpert D.M., Miall R.C., Kawato M. (1998). Internal models in the cerebellum. Trends in Cognitive Sciences, 2(9), 338-347.

Shadmehr R., Smith M.A., Krakauer J.W. (2010). Error correction, sensory prediction, and adaptation in motor control. Annual Review of Neuroscience, 33, 89-108.

Ito M. (1982). Cerebellar control of the vestibulo-ocular reflex: around the flocculus hypothesis. Annual Review of Neuroscience, 5, 275-296.

Azevedo F.A.C. et al. (2009). Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. Journal of Comparative Neurology, 513(5), 532-541.

Manto M. et al. (2012). Consensus paper: roles of the cerebellum in motor control. The diversity of ideas on cerebellar involvement in movement. The Cerebellum, 11(2), 457-487.

Santos M.J., Kanekar N., Aruin A.S. (2010). The role of anticipatory postural adjustments in compensatory control of posture: 1. Electromyographic analysis. Journal of Electromyography and Kinesiology, 20(3), 388-397.

Peterka R.J. (2002). Sensorimotor integration in human postural control. Journal of Neurophysiology, 88(3), 1097-1118.

Por el equipo de LabO RNP