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24.01.2013 Views

Capitulo 4. Modelo Neuronal para la Coordinación del Gesto Manual durante el Agarre Figura 4.12. Invarianza del eje de oposición de la pinza de agarre respecto a la localización del objeto Puede proponerse que los programas o patrones motores que se corresponden a las affordances de los objetos, puestos en marcha durante el movimiento, están predeterminados. Esta propuesta, utilizada de manera implícita en los modelos desarrollados en el capítulo anterior, viene del hecho de que ninguno de los aspectos estudiados relacionados con el movimiento de agarre están directamente relacionados con un control visual de la mano durante el movimiento. La coordinación del alcance y el agarre, el patrón bifásico en la formación de la apertura de la pinza de agarre, la covarianza entre la máxima apertura de la pinza y el tamaño del objeto etc., son aspectos del movimiento que se reproducen en situaciones en las que la mano permanece oculta para el sujeto que lleva a cabo el movimiento (Jeannerod, 1981; 1984, Winges y col, 2003). Además, el nivel de fuerza muscular involucrado en el agarre se especifica principalmente durante la fase de preconfiguración de la mano, en anticipación al contacto con el objeto. Levantar un objeto implica una secuencia de eventos coordinados en los cuales la fuerza de agarre (necesaria para agarrar el objeto sin deslizamientos) y la fuerza de carga o tangencial (necesaria para levantarlo) varían en paralelo (Johansson y Westling, 1988). Varios experimentos muestran que la información disponible acerca del peso del objeto (basada en estimaciones visuales) determina de manera bastante precisa los niveles requeridos para las fuerzas de agarre y de carga con anticipación al agarre propiamente dicho (Gordon y col, 1991). Estos resultados muestran el hecho de que las acciones de agarre están dirigidas por el conocimiento implícito acerca de ciertos atributos de los objetos. Teniendo en cuenta este hecho, Arbib ha propuesto una representación simplificada, el denominado ‘esquema motor’ (Arbib, 1985a; Iberall y col, 1986; Iberall y Arbib,1990; Hoff y Arbib, 1992). La idea de Arbib es que las representaciones motoras se componen de esquemas elementales que se activan en base a las distintas affordances de los objetos. Según el concepto de Arbib, durante una acción de agarre, los ‘esquemas motores’ asociados a las subacciones de ‘alcance’, ‘apertura de la pinza o extensión de los dedos’, ‘cierre de la pinza o flexión de los dedos’, ‘orientación de la palma’ o para la selección del número de dedos involucrados en el agarre, están disponibles y son seleccionados automáticamente según los requerimientos especificados por las affordances de los 179

Capitulo 4. Modelo Neuronal para la Coordinación del Gesto Manual durante el Agarre objetos. En la idea de Arbib, estos esquemas motores son unidades funcionales cuya combinación da lugar a un conjunto limitado de posturas de agarre. El substrato neuronal de estos esquemas motores es todavía muy hipotético aunque la actividad neuronal registrada por el grupo de Sakata (Murata y col, 2000) en el área AIP del córtex parietal posterior del macaco y por el grupo de Rizzolatti (Murata y col, 1997) en el área F5 del córtex premotor, también del macaco, cumple los requisitos establecidos para poder considerar a ciertas neuronas de esas áreas como ‘neuronas esquema’. Como ya se ha comentado en el apartado anterior, en el modelo que se desarrolla en este capítulo, se integran los conceptos desarrollados por los modelos presentados en el capítulo anterior con una extensión del concepto de esquemas motores propuesto por Arbib. Esta extensión se basa en el análisis de las sinergias posturales o autoposturas estudiadas en el apartado 3 de este capítulo. Bajo el contexto de esa extensión, definiremos un continuo de posturas de agarre mediante la combinación simple de unos esquemas motores funcionalmente independientes cuya naturaleza queda definida por las sinergias posturales ya mencionadas. El modelo que se presenta en este capítulo se muestra en la Figura 4.13. Dicho modelo (que integra los modelos presentados a lo largo del capítulo anterior con las ideas acerca del control sinérgico del gesto de agarre expuestas más arriba) constituye lo que Arbib (1985b), y Hoff y Arbib (1993) han denominado un programa de control coordinado para el agarre. En el modelo, la información visual referente a la localización y orientación espacial del objeto así como sobre su forma y tamaño se suministra a las estructuras motoras distribuidas que han sido implementadas para este modelo. En la parte izquierda de la Figura 4.13 se esquematiza el modelo computacional que implementa la componente de transporte del movimiento. La información visual relativa a la localización espacial del objeto genera los datos que se suministran al controlador neuronal de alcance permitiendo que éste sitúe la muñeca de un brazo con dos articulaciones (hombro, codo) que se mueve a lo largo del plano transversal, en una posición que permita el agarre correcto del objeto por parte de la mano. Las estructuras motoras esquematizadas en la mitad derecha de la Figura 4.13 implementan la evolución de la preconfiguración de los dedos así como la orientación correcta de la palma de la mano. Es importante remarcar el hecho de que se ha subdividido el canal visuomotor relacionado con el agarre en dos subcanales, uno relacionado con la postura de la mano y otro relacionado con la orientación de la mano. El esquema motor asociado a la orientación de la mano utiliza información visual relativa a una propiedad extrínseca del objeto tal como su orientación espacial. Esta aparente incoherencia conceptual queda resuelta de la siguiente manera. En el modelo, el canal visuomotriz de 180

Capitulo 4. Mo<strong>de</strong>lo Neuronal para la Coordinación <strong>de</strong>l Gesto Manual durante el Agarre<br />

objetos. En la i<strong>de</strong>a <strong>de</strong> Arbib, estos esquemas motores son unida<strong>de</strong>s funcionales cuya<br />

combinación da lugar a un conjunto limitado <strong>de</strong> posturas <strong>de</strong> agarre.<br />

El substrato neuronal <strong>de</strong> estos esquemas motores es todavía muy hipotético<br />

aunque la actividad neuronal registrada por el grupo <strong>de</strong> Sakata (Murata y col, 2000) en<br />

el área AIP <strong>de</strong>l córtex parietal posterior <strong>de</strong>l macaco y por el grupo <strong>de</strong> Rizzolatti (Murata<br />

y col, 1997) en el área F5 <strong>de</strong>l córtex premotor, también <strong>de</strong>l macaco, cumple los requisitos<br />

establecidos para po<strong>de</strong>r consi<strong>de</strong>rar a ciertas neuronas <strong>de</strong> esas áreas como ‘neuronas<br />

esquema’.<br />

Como ya se ha comentado en el apartado anterior, en el mo<strong>de</strong>lo que se <strong>de</strong>sarrolla<br />

en este capítulo, se integran los conceptos <strong>de</strong>sarrollados por los mo<strong>de</strong>los presentados en<br />

el capítulo anterior con una extensión <strong>de</strong>l concepto <strong>de</strong> esquemas motores propuesto por<br />

Arbib. Esta extensión se basa en el análisis <strong>de</strong> las sinergias posturales o autoposturas<br />

estudiadas en el apartado 3 <strong>de</strong> este capítulo. Bajo el contexto <strong>de</strong> esa extensión,<br />

<strong>de</strong>finiremos un continuo <strong>de</strong> posturas <strong>de</strong> agarre mediante la combinación simple <strong>de</strong><br />

unos esquemas motores funcionalmente in<strong>de</strong>pendientes cuya naturaleza queda<br />

<strong>de</strong>finida por las sinergias posturales ya mencionadas.<br />

El mo<strong>de</strong>lo que se presenta en este capítulo se muestra en la Figura 4.13. Dicho<br />

mo<strong>de</strong>lo (que integra los mo<strong>de</strong>los presentados a lo largo <strong>de</strong>l capítulo anterior con las<br />

i<strong>de</strong>as acerca <strong>de</strong>l control sinérgico <strong>de</strong>l gesto <strong>de</strong> agarre expuestas más arriba) constituye<br />

lo que Arbib (1985b), y Hoff y Arbib (1993) han <strong>de</strong>nominado un programa <strong>de</strong> control<br />

coordinado para el agarre. En el mo<strong>de</strong>lo, la información visual referente a la localización y<br />

orientación espacial <strong>de</strong>l objeto así como sobre su forma y tamaño se suministra a las<br />

estructuras motoras distribuidas que han sido implementadas para este mo<strong>de</strong>lo. En la<br />

parte izquierda <strong>de</strong> la Figura 4.13 se esquematiza el mo<strong>de</strong>lo computacional que<br />

implementa la componente <strong>de</strong> transporte <strong>de</strong>l movimiento. La información visual<br />

relativa a la localización espacial <strong>de</strong>l objeto genera los datos que se suministran al<br />

controlador neuronal <strong>de</strong> alcance permitiendo que éste sitúe la muñeca <strong>de</strong> un brazo con<br />

dos articulaciones (hombro, codo) que se mueve a lo largo <strong>de</strong>l plano transversal, en una<br />

posición que permita el agarre correcto <strong>de</strong>l objeto por parte <strong>de</strong> la mano. Las estructuras<br />

motoras esquematizadas en la mitad <strong>de</strong>recha <strong>de</strong> la Figura 4.13 implementan la<br />

evolución <strong>de</strong> la preconfiguración <strong>de</strong> los <strong>de</strong>dos así como la orientación correcta <strong>de</strong> la<br />

palma <strong>de</strong> la mano. Es importante remarcar el hecho <strong>de</strong> que se ha subdividido el canal<br />

visuomotor relacionado con el agarre en dos subcanales, uno relacionado con la postura<br />

<strong>de</strong> la mano y otro relacionado con la orientación <strong>de</strong> la mano. El esquema motor<br />

asociado a la orientación <strong>de</strong> la mano utiliza información visual relativa a una propiedad<br />

extrínseca <strong>de</strong>l objeto tal como su orientación espacial. Esta aparente incoherencia<br />

conceptual queda resuelta <strong>de</strong> la siguiente manera. En el mo<strong>de</strong>lo, el canal visuomotriz <strong>de</strong><br />

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