Un estudio reciente del Instituto de Bioingeniería de Catalunya, desafía el paradigma dominante en neurociencia de que el cerebro produce acciones anticipatorias como un proceso sensorial-motor impulsado por errores en la actividad motora; en otras palabras, un error en el comportamiento activa comandos motores correctivos que se ejecutan antes de que se realice la acción menos óptima. En contraste, el nuevo estudio propone que las respuestas motoras rápidas y técnicas resultan de la sorprendente habilidad del cerebro para simular el futuro.
El sábado pasado Messi y Ronaldo desplegaron una vez más sus habilidades sobrenaturales durante el esperado "clásico" de la temporada. La piedra angular de su talento recae en la increíble capacidad de los jugadores para controlar su cuerpo, anticipando los movimientos de los miembros de su equipo, sus oponentes y muy especialmente del balón.
Esta anticipación motriz/motora es esencial para los deportes, pero también subyace en nuestra actividad cotidiana, sea para emprender el paso, alcanzar un objeto o escribir en un teclado. ¿Pero cómo se controlan todas estas acciones?
Utilizando un modelo teórico, el grupo SPECS (Sistemas sintéticos, perceptivos, emotivos y cognitivos) dirigido por el profesor Paul Verschure, investigador principal del IBEC, en colaboración con el grupo de Neurobiología Teórica de Karl Friston en el University College London –recientemente nombrado el científico más influyente en neurociencia–, plantea la hipótesis de que los animales controlan sus cuerpos inconscientemente a partir de una simulación interna de lo que el mundo será justo después de que se realicen las acciones motoras.
A través del aprendizaje, esta simulación interna será cada vez más precisa en su predicción del futuro, y los sistemas motores que responden a ella estarán mejor sintonizados con la forma en que el cuerpo interactúa con el mundo real.
"Nuestro modelo incorpora la percepción del cerebelo, la estructura del cerebro que está vinculada a la acción, y que representa aproximadamente el 70% de todas nuestras neuronas", dice el profesor Verschure.
"El cerebelo proporciona al resto del cerebro una estimación del futuro que precede al mundo real en cientos de milisegundos. Los centros motores primitivos reaccionan a estos estados predichos como si ya estuvieran ocurriendo. Por ejemplo, si Messi está anticipando recibir el balón justo cuando un oponente lo empuja, generalmente no se caerá, debido a una acción correctiva rápida".
Comprender el control biológico anticipatorio tiene implicaciones importantes en diversas áreas. Puede ayudar a desarrollar sistemas robóticos de control más adaptables; la próxima generación de robots "blandos" (soft robots), que incluyen músculos artificiales y prótesis, dependerá del control anticipatorio para dirigir su funcionamiento, flexibilidad física y robustez.
El estudio también arroja luz sobre cómo podemos abordar la restauración de la función motora después de un accidente cerebrovascular o de sufrir una lesión cerebral, dando mayor credibilidad a la tesis que sostiene el grupo SPECS, que ha sido pionero con su sistema de juego de rehabilitación, utilizado por más de 1000 pacientes con accidente cerebrovascular hasta la fecha. Quizás esta simulación podría usarse en el futuro para ayudar a las estrellas del "clásico" a perfeccionar sus habilidades aún más.
Referencia bibliográfica:
Giovanni Maffei, Ivan Herreros, Marti Sanchez-Fibla, Karl J. Friston, Paul F. M. J. Verschure (2017). The perceptual shaping of anticipatory actions. Proc. R. Soc. B, 284, 20171780
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