Coordinación e Integración Motora

La coordinación es la organización de los numerosos músculos y articulaciones del cuerpo en un único movimiento funcional, y la integración motora es la combinación de información sensorial y múltiples efectores en una acción fluida y dirigida a un objetivo. Juntas, abordan cómo el sistema nervioso domina los muchos grados de libertad del cuerpo para producir movimientos hábiles y bien sincronizados.

Definition

La coordinación motora es el proceso por el cual los múltiples grados de libertad del cuerpo se restringen y organizan en un movimiento unificado y dirigido a un objetivo; la integración motora es la combinación de información sensorial y múltiples efectores en una acción coherente.

Scope

Este tema abarca el problema de los grados de libertad, la idea de las sinergias musculares y las estructuras coordinativas, la dinámica de la coordinación intermiembro y la integración de la información sensorial con el movimiento. Es una visión general de referencia y educativa sobre cómo se organiza el movimiento coordinado, no una guía para evaluar o tratar problemas de coordinación en un individuo.

Core questions

• ¿Cómo reduce y organiza el sistema nervioso los numerosos grados de libertad del cuerpo en un movimiento coordinado?
• ¿Cómo se agrupan los músculos en sinergias y cuán flexibles son estas agrupaciones?
• ¿Cómo se organizan los movimientos acoplados, como los de las dos manos, en patrones de coordinación estables?

Key concepts

• Problema de los grados de libertad
• Sinergias musculares y estructuras coordinativas
• Coordinación intermiembro
• Dinámica y estabilidad de la coordinación
• Variedad incontrolada (abundancia motora)
• Integración sensoriomotora
• Sincronización y fluidez del movimiento

Key theories

Problema de los grados de libertad y estructuras coordinativas

Bernstein argumentó que controlar cada articulación y músculo de forma independiente es inviable, por lo que la coordinación se logra organizando los músculos en agrupaciones funcionales (sinergias o estructuras coordinativas) que reducen el número de variables que el sistema nervioso debe regular.

Dinámica de la coordinación y la variedad incontrolada (uncontrolled manifold)

El movimiento coordinado se describe como un sistema dinámico autoorganizado con patrones estables preferidos y transiciones entre ellos, mientras que el marco de la variedad incontrolada (uncontrolled manifold) muestra que el sistema nervioso estabiliza las variables relevantes para la tarea, permitiendo la variabilidad entre elementos que no afectan la tarea.

Mechanisms

La coordinación se enmarca como la solución al problema de los grados de libertad de Bernstein: en lugar de comandar cada músculo por separado, el sistema nervioso organiza los músculos en sinergias o estructuras coordinativas que actúan como unidades funcionales (Bernstein 1967; Turvey 1990). Los estudios del movimiento rítmico bimanual muestran que las extremidades acopladas se asientan en un pequeño número de patrones de coordinación estables y cambian abruptamente entre ellos a medida que aumenta la velocidad, un comportamiento característico de un sistema dinámico autoorganizado (Kelso 1984). El enfoque de la variedad incontrolada (uncontrolled manifold) muestra además que el sistema nervioso controla estrictamente las combinaciones de elementos que son importantes para la tarea, mientras permite la variabilidad en las combinaciones que no lo son, tratando la redundancia del cuerpo como un recurso (abundancia motora) en lugar de un problema a eliminar (Scholz 1999). La rehabilitación trata la coordinación como una propiedad organizada y aprendible del movimiento (Shumway-Cook 2017).

Clinical relevance

Los conceptos de coordinación e integración motora ayudan a los fisioterapeutas a describir la calidad del movimiento, la sincronización y la forma en que múltiples articulaciones o extremidades trabajan juntas, más allá de la fuerza de los músculos individuales. Este tema explica cómo se organiza el movimiento coordinado como base para interpretar la evidencia; no prescribe la evaluación o el tratamiento de problemas de coordinación para ningún individuo.

Evidence & guidelines

El tema se basa en la ciencia del control motor más que en guías clínicas. Las fuentes fundamentales incluyen el análisis de la coordinación de Bernstein (1967), las explicaciones dinámicas de la coordinación intermiembro (Kelso 1984; Turvey 1990) y el marco de la variedad incontrolada (uncontrolled manifold) (Scholz & Schoner 1999), con el encuadre de rehabilitación en Shumway-Cook & Woollacott (2017).

History

El trabajo de Nikolai Bernstein a mediados del siglo XX redefinió la coordinación como el dominio de los grados de libertad redundantes del cuerpo, un problema que moldeó el campo durante décadas. A partir de la década de 1980, investigadores de sistemas dinámicos como Kelso y Turvey estudiaron la coordinación como formación de patrones autoorganizados, y el marco de la variedad incontrolada (uncontrolled manifold) proporcionó más tarde una forma de cuantificar cómo el sistema nervioso explota la redundancia motora para estabilizar las tareas.

Debates

¿Es la redundancia motora un problema o un recurso?

Bernstein enmarcó la abundancia de grados de libertad como un problema de control a reducir, mientras que la visión de la variedad incontrolada (uncontrolled manifold) trata esa misma abundancia como un recurso que el sistema nervioso explota para mantener las tareas estables mientras se mantiene flexible.

Key figures

• Nikolai Bernstein
• Michael Turvey
• J. A. Scott Kelso
• John Scholz
• Gregor Schoner

Seminal works

• bernstein-1967
• kelso-1984
• scholz-1999
• turvey-1990

Frequently asked questions

¿Qué es el problema de los grados de libertad en el control motor?

El cuerpo humano tiene muchas más articulaciones y músculos movibles de forma independiente de lo que requiere cualquier tarea individual, por lo que el sistema nervioso se enfrenta al problema de elegir entre muchas formas posibles de realizar un movimiento. La coordinación es el proceso de organizar estos muchos grados de libertad en una única acción funcional.

¿Qué es una sinergia muscular?

Una sinergia muscular es un grupo de músculos que el sistema nervioso activa conjuntamente como una unidad funcional. Organizar el movimiento a través de un pequeño conjunto de sinergias reduce el número de variables que deben controlarse, lo que ayuda a explicar cómo se produce el movimiento coordinado de manera eficiente.