Podemos ver rápidamente por la forma en que alguien camina si esa persona es joven o vieja, hombre o mujer, sana o enferma, porque los patrones de movimiento varían de una persona a otra. De hecho, a menudo podemos reconocer a un amigo de undistancia, incluso si camina de espaldas a nosotros, debido a sus zancadas características.
Los científicos han asumido que la evolución nos empujaría hacia un "mejor" método para caminar, o para cualquier movimiento. Pero incluso los pasos repetidos de una persona, observados de cerca, rara vez son idénticos.
"¿Esta variabilidad en la marcha es solo un ruido que el sistema nervioso debe superar o contribuye a la función normal?", Pregunta Hillel Chiel, profesora de biología en la Universidad Case Western Reserve.
Chiel trabajó con Miranda J. Cullins de Case Western Reserve, Jeffrey McManus, Hui Lu y Kendrick Shaw, que son recién graduados de doctorado, y el actual estudiante de doctorado Jeffrey Gill para encontrar la respuesta. Su investigación, publicada en la revista Biología actual , sugiere que mantener la variabilidad es esencial tanto para el comportamiento normal como para la evolución a más largo plazo.
"La mayoría de las personas ven la variación como un problema para escapar, pero es la solución", dijo Chiel. "Nuestros cuerpos cambian a lo largo de la vida y nuestro sistema nervioso maneja la variación para permitirnos funcionar a medida que las cosas cambian".
Los hallazgos tienen implicaciones para rehabilitar a quienes han sufrido lesiones, enfermedades debilitantes o derrames cerebrales, entrenar a atletas y construir mejores robots.
La marcha y los sistemas nervioso y muscular humano que lo controlan son muy complicados, por lo que, para abordar la variabilidad, los investigadores investigaron los patrones motores de deglución en el molusco marino Aplysia californica. Esta babosa marina es conocida por sus neuronas grandes e identificadas, que tienenSe ha utilizado para comprender los mecanismos celulares y moleculares del aprendizaje y la motivación.
El equipo observó el nivel de neuronas motoras. Los investigadores eliminaron las entradas sensoriales de las babosas y observaron los patrones motores en el cerebro aislado del animal. Descubrieron que los patrones motores variaban más de un animal a otro que con la retroalimentación sensorial.
Cuando los sensores de las babosas marinas proporcionan retroalimentación a medida que se alimenta, todas las babosas respondieron de manera similar, es decir, se hizo más difícil distinguir una babosa de otra simplemente mirando sus patrones motores. Sus rangos de respuesta eran casi idénticos cuando el movimiento eraesencial para la deglución, como cuánto tiempo estuvo cerrada la pinza de alimentación al introducir algas en la boca.
Sorprendentemente, sin embargo, los investigadores no encontraron que la retroalimentación redujera la variabilidad dentro de cada babosa de mar. Todo lo contrario: el rango de respuestas dentro de cada animal se hizo más amplio.
¿Pero cómo el aumento de la variabilidad dentro de los animales individuales reduce la variabilidad en todo el grupo?
"Una forma de reducir la individualidad es dar a todos los animales acceso a una gama más amplia de respuestas, un espacio de solución común", dijo Chiel.
Pero tener una gama de opciones dentro de ese espacio es una ventaja en un mundo en constante evolución, dijo Chiel. "La gran idea de Darwin era que la variación es la materia prima que se puede utilizar para permitir que los animales se adapten a un entorno cambiante, yasí mejorar su estado físico "
Los cambios incluyen aquellos dentro de cada individuo. Una persona que sufre un derrame cerebral, especialmente con la interrupción de la retroalimentación sensorial, se beneficiaría más de la terapia para recuperar el acceso a la gama completa de posibilidades de movimiento en lugar de entrenarlo para dar un paso, ellos investigadores dijeron
Para el entrenamiento de atletas, las habilidades como lanzar tiros libres en baloncesto pueden mejorar al reducir la variabilidad en esa parte de su cuerpo que debe conectarse con la pelota; pero pueden necesitar aumentar la variabilidad en otras partes de su cuerpo al mismo tiempo paraaprovechar al máximo las características especiales de su cuerpo.
Los robots que tienen un rango incorporado de respuestas que pueden usar para ajustarse automáticamente a las variaciones en las tareas serían más útiles que los que deben reprogramarse para manejar cada cambio, dijeron los investigadores.
El laboratorio de Chiel ahora está investigando si su observación en babosas marinas es relevante para los vertebrados, incluidos los humanos, e investigando mecanismos celulares y sinápticos que permiten la retroalimentación sensorial para dar forma a la variabilidad motora.
"Creemos que estos resultados no son exclusivos de las babosas, sino un fenómeno general para todos los animales", dijo Chiel. La investigación de otros presta apoyo y, "Creemos que es por eso que cada uno tiene una forma diferente de caminar, y por quénuestra individualidad única es muy importante para tener éxito en lo que hacemos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :