Facilitar el aprendizaje implícito para mejorar la neurorrehabilitación en el accidente cerebrovascular

Alguien tiene un accidente cerebrovascular en los EE. UU. cada 45 segundos, lo que da como resultado más de 700 000 nuevos accidentes cerebrovasculares cada año y el accidente cerebrovascular es la principal causa de discapacidad en los veteranos (Comité de estadísticas de la Asociación Estadounidense del Corazón y Subcomité de estadísticas de accidentes cerebrovasculares). La gran mayoría de estos casos resultan en deficiencias motoras, que con frecuencia hacen que los individuos se vuelvan dependientes de otros para el funcionamiento diario (Escala de Rankin modificada 3-5, véase Lees et al., 2006). Específicamente, la hemiparesia de las extremidades superiores es la principal causa de discapacidad funcional después de un accidente cerebrovascular y la función de la parte superior del brazo explica aproximadamente el 50% de la variabilidad en la calidad de vida informada (Wyller et al, 1997). Como tal, optimizar la neurorrehabilitación de la parte superior del brazo es un problema crítico que se debe abordar en la población de veteranos que envejece.

“La rehabilitación, para los pacientes, es fundamentalmente un proceso de reaprendizaje de cómo moverse para llevar a cabo con éxito sus necesidades” (Carr & Shepherd, 1987). Esta declaración postula que, en esencia, la neurorrehabilitación es el aprendizaje motor, pero a pesar de este principio, la investigación en el aprendizaje motor ha tenido poco impacto en la rehabilitación del accidente cerebrovascular (Krakauer, 2006). Recientemente ha habido interés en desarrollar y probar nuevos métodos para optimizar la rehabilitación de las extremidades superiores. Los investigadores del VAMC de Baltimore han sido pioneros en paradigmas de entrenamiento orientados a tareas para mejorar la movilidad (Macko et al., 2005) en personas con accidente cerebrovascular crónico. Como parte de este enfoque programático, se han desarrollado nuevos programas de entrenamiento de robótica de extremidades superiores para mejorar el alcance y la coordinación de las extremidades. Sin embargo, la mayoría de estas intervenciones se basan en estrategias de aprendizaje basadas en errores durante la rehabilitación, que fomentan el conocimiento explícito relacionado con la tarea. Sin embargo, un corpus de investigación sobre aprendizaje motor indica que esta puede no ser la mejor estrategia para optimizar el aprendizaje motor y, por lo tanto, la neurorrehabilitación.

El aprendizaje basado en errores implica recibir retroalimentación continua de movimiento con la intención de que el alumno haga correcciones al movimiento en tiempo real. Así, el aprendizaje se produce a través de una serie de repeticiones en las que el alumno reduce continuamente la discrepancia entre el comportamiento ideal y la observación de su propio comportamiento. En otras palabras, el aprendizaje basado en el error fomenta una adaptación para lograr el comportamiento deseado. En contraste, las estrategias de aprendizaje de condicionamiento operante consisten en que el alumno solo recibe retroalimentación sobre la calidad de su movimiento al final del comportamiento. Por lo tanto, el aprendizaje se produce a través de una serie de refuerzos de la conducta deseada en su totalidad, que es más libre de modelos que la adaptación que se produce durante el aprendizaje basado en errores. Una distinción principal entre estas dos estrategias de aprendizaje es que el aprendizaje basado en errores fomenta el conocimiento explícito de la tarea, mientras que el condicionamiento operante fomenta el conocimiento implícito (Krakauer y Mazzoni, 2011). Estos dos tipos de conocimiento tienen implicaciones drásticas para los resultados funcionales (es decir, rendimiento motor, carga de trabajo cognitivo y retención).

Antes del accidente cerebrovascular, las funciones de la parte superior del brazo, como alcanzar y agarrar, se realizaban en gran medida sin el uso de un conocimiento explícito. En otras palabras, las personas sanas dedican poco esfuerzo consciente a controlar sus extremidades, simplemente "lo hacen". Aunque el uso de estrategias explícitas durante el aprendizaje puede facilitar la tasa de aprendizaje, si se les da suficiente tiempo, las personas que tienen un conocimiento explícito limitado se desempeñarán igualmente bien (Maxwell et al, 1999). A pesar de una tasa de aprendizaje más lenta, la recompensa de reducir el conocimiento explícito de la tarea puede ser muy ventajosa durante el desempeño motor. En particular, la retención de la conducta aprendida es mayor en los individuos que aprendieron en condiciones que inhiben el conocimiento explícito. Por ejemplo, Malone y Bastian (2010) hicieron que los individuos aprendieran una tarea novedosa para caminar (cinta rodante de cinta dividida donde las cintas se mueven a diferentes velocidades) y en aquellos en los que el conocimiento explícito era limitado exhibieron un aprendizaje que persistió más que aquellos que confiaron en el conocimiento explícito durante el aprendizaje. . Además, limitar el conocimiento explícito durante el aprendizaje motor puede resultar en una reducción de la carga de trabajo cognitivo y un rendimiento sostenido en condiciones de desafío (Zhu et al., 2011). En conclusión, promover el conocimiento explícito durante la rehabilitación en lugar del control inconsciente (limitando el conocimiento explícito) reduce la sostenibilidad de la habilidad motora recién adquirida y consume recursos cognitivos, que deben estar disponibles para otras demandas. Como tal, el control automático de estos comportamientos es fundamental para realizar las actividades diarias, lo que sugiere que el condicionamiento operante (que limita el conocimiento explícito) es superior al aprendizaje basado en errores.

Las personas con accidente cerebrovascular pueden aprender tareas implícitamente, aunque la tasa de aprendizaje puede retrasarse en comparación con los controles sanos (Pohl et al., 2001) y retrasarse aún más en función de la gravedad del accidente cerebrovascular (Boyd et al., 2007). Además, se ha demostrado que simplemente proporcionar información explícita sobre una tarea implícita reduce la tasa de aprendizaje y la retención en personas con accidente cerebrovascular de los ganglios basales (Boyd et al., 2004; Boyd et al., 2006) y daño en las áreas sensoriomotoras (Boyd et al. ., 2003; Boyd et al., 2006; Winstein et al., 2003). Si bien estos estudios destacan la importancia de limitar el conocimiento explícito durante el aprendizaje, se realizaron en el contexto del aprendizaje de secuencias implícitas en lugar del desarrollo de habilidades que, si bien están relacionadas, se basan en diferentes aspectos del aprendizaje motor (Krakauer & Mazonni, 2011, Yarrow et al. , 2009). En el contexto del aprendizaje de habilidades funcionales, se ha demostrado sólidamente que el momento/tipo de retroalimentación afecta la tasa de aprendizaje, así como la retención y se ha implicado que afecta el tipo de conocimiento (Levin et al., 2010). Específicamente, proporcionar retroalimentación sobre el desempeño de la tarea con menos frecuencia y después del desempeño en lugar de durante (es decir, retraso) se ha demostrado que aumentan la retención del aprendizaje y probablemente facilitan el aprendizaje implícito (Cirstea et al., 2006; Winstein et al., 1996). Además, se ha demostrado que la retroalimentación sobre los resultados (conocimiento de los resultados) en lugar del desempeño (conocimiento del desempeño) aumenta la retención y limita el conocimiento explícito (Cirstea el al., 2006; Sidaway et al., 2008; Winstein, 1991). En consecuencia, la propuesta actual intentará fomentar el conocimiento implícito durante el desarrollo de la habilidad motora manipulando cuándo se da la retroalimentación y el tipo de retroalimentación.

El objetivo del estudio actual es determinar el efecto del aprendizaje basado en errores frente al aprendizaje de condicionamiento operante en los resultados críticos de la neurorrehabilitación (es decir, desempeño después del aprendizaje, capacidad de generalización, carga de trabajo cognitivo impuesta por la tarea y retención).