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Observa tus pasos: cómo la visión conduce la locomoción

Usando nuevas tecnologías para rastrear cómo la visión guía la colocación de los pies, los investigadores de la Universidad de Texas en Austin están un paso más cerca de determinar lo que está sucediendo en el cerebro mientras caminamos, allanando el camino para un mejor tratamiento de los impedimentos de movilidad – accidentes cerebrovasculares, envejecimiento y Parkinson – y desarrollo de tecnología – prótesis y robots.

Caminar sobre terreno natural requiere una coordinación precisa entre la visión y los movimientos del cuerpo para recorrer de forma eficiente y estable cualquier sendero. Pero hasta ahora, tanto la visión como la locomoción han sido estudiadas por separado dentro de ambientes controlados de laboratorio, limitando la comprensión de cómo varios sistemas neurales y biológicos trabajan juntos para navegar el mundo natural.

Una de las cosas hermosas de una caminata guiada visualmente es que involucra todos los niveles de nuestra jerarquía perceptuomotora. Para entenderlo realmente, es necesario saber cómo funciona la visión, cómo funciona la planificación, cómo funcionan los músculos, cómo funcionan las espinas dorsales, cómo funciona la física», dijo Jonathan Matthis, investigador postdoctoral del Centro de Sistemas Perceptuales de la Universidad de Texas en Austin.

La investigación de Matthis, publicada en Cell en abril, combinó nuevas tecnologías de captura de movimiento y de rastreo de ojos para rastrear patrones distintos entre los dos mecanismos. Para ello, los investigadores colocaron una máscara de soldadura alrededor de un rastreador de ojos, para proteger las cámaras infrarrojas de la luz solar, y desarrollaron nuevos métodos para calibrar el rastreador de ojos con un traje de rastreo de movimiento para registrar la mirada y la cinemática de cuerpo completo a medida que los participantes navegaban a través de tres tipos de terreno: llano, medio y abrupto.

«Los movimientos oculares son increíblemente informativos como una ventana al proceso cognitivo», dijo Matthis. «Al rastrear los ojos, tenemos una idea clara del tipo de información que el sistema nervioso central necesita para completar cualquier tarea.»

Los investigadores encontraron que los participantes mostraron distintos patrones de caminar y mirar en cada uno de los terrenos. Los sujetos caminaron rápidamente con pasos más largos en el terreno llano, mirando hacia abajo casi la mitad del tiempo para escanear brevemente el camino en busca de obstáculos.

En el terreno medio y accidentado, los pasos se hicieron más cortos, más lentos y más variables, con los participantes mirando al suelo más del 90 por ciento del tiempo para fijar con precisión los próximos puntos de apoyo. En el terreno medio, los caminantes se centraron principalmente en dónde estaría su pie en dos pasos. El terreno accidentado requería que los caminantes dividieran su mirada entre su colocación futura del pie en dos o tres pasos para permitir la planificación del camino a más largo plazo.

A pesar de estas diferencias, surgió un patrón inesperado: en los tres terrenos, los participantes siempre miraron 1,5 segundos por delante de su ubicación actual. Este hallazgo es similar al momento de anticipación visto en la investigación sobre otras acciones motoras (subir escaleras, conducir y alcanzar), lo que sugiere que este momento juega un papel importante en el movimiento humano.

«El tiempo constante de anticipación sugiere que los caminantes mantienen algún tipo de estrategia locomotora global que se ajusta a cada entorno específico», dijo Matthis. «Los excursionistas usan la mirada para asegurarse de que siempre sepan qué sucederá en 1,5 segundos por el camino.

«Las buenas decisiones de acción requieren no sólo buenos datos sensoriales, sino también una consideración de los costos y beneficios de la acción», señaló Matthis. «Llevar este tipo de investigación fuera del laboratorio y al mundo real nos permite observar el comportamiento humano en su entorno natural. Esto nos da más oportunidad de descubrir cosas que no esperábamos, lo que nos ayudará a avanzar en nuestro conocimiento científico en beneficio de mejorar el tratamiento clínico de los trastornos relacionados con la marcha».

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