Coordinación bimanual durante una tarea manipulativa acoplada en niños con parálisis cerebral espástica unilateral

REVISIÓN DE ARTÍCULO

Bimanual coordination during a physically coupled task in unilateral spastic cerebral palsy children

Mutalib SA, Mace M, Burdet E

Journal of neuroengineering and rehabilitation 2019;16(1):1


 

INTRODUCCIÓN

La coordinación bimanual es un procedimiento activo y específico de una tarea en el que las dos manos cooperan y se acoplan la una con la otra. Para los niños con desarrollo típico, el proceso de adquisición de habilidades bimanuales se desarrolla a través de la exploración ambiental y la manipulación de objetos durante las actividades de la vida diaria .

Sin embargo, para los niños con parálisis cerebral espástica unilateral, las deficiencias motoras resultantes después de una lesión cerebral reducen significativamente su capacidad para aprender y adaptar acciones bimanuales en las actividades de la vida diaria. Estas limitaciones se atribuyen principalmente a la debilidad muscular, la espasticidad y el deterioro sensoriomotor de un lado del cuerpo. Más del 95% de los niños con parálisis cerebral espástica unilateral muestran una función sensorial deficiente en las extremidades superiores, como una reducción de la propiocepción y discriminación táctil, que a menudo afectan a su anticipación y secuenciación del control de la fuerza de prensión. Como resultado, los niños con parálisis cerebral espástica unilateral requieren más tiempo, planificación y concentración para realizar actividades de manipulación bimanual.

Se ha demostrado que el entrenamiento bimanual es eficaz para los niños con parálisis cerebral espástica unilateral, ya que desde una perspectiva neurológica puede fomentar la comunicación interhemisférica y mejorar la activación de la corteza motora ipsilateral en el hemisferio afectado. Las tareas de manipulación bimanual se pueden realizar mientras se manipula un solo objeto o varios objetos al mismo tiempo.

Una tarea bimanual de un solo objeto, definida como una tarea bimanual físicamente acoplada, implica la manipulación de un objeto con ambas manos. Por ejemplo: apretar una pelota de goma, abrir un frasco con tapa o levantar una caja grande. Para que una tarea se considere (físicamente) acoplada, el movimiento de una extremidad debe tener un efecto sobre la dinámica de la extremidad opuesta. Tal tarea proporciona información sensoriomotora adicional mediante la cual cada mano, individualmente, puede sentir la fuerza generada por la otra a través de la interacción coordinada con el objeto. 

La información redundante obtenida con ambas manos podría mejorar la apreciación táctil. Esto sugiere que manipular un objeto con las dos manos podría favorecer el procesamiento de información cutánea y cinestésica hacia el lado ipsilateral a través de la transferencia de fuerza coordinada entre las manos y el objeto. Este ‘fortalecimiento” de la activación sensoriomotora podría ayudar a los niños con parálisis cerebral espástica unilateral a compensar su función sensorial deteriorada, mejorando así la anticipación y secuenciación del control de la fuerza. Obligar físicamente a ambas manos a trabajar juntas de una manera natural podría proporcionar un método simple de “desbloquear” la funcionalidad de la extremidad afectada.

OBJETIVO

En el presente estudio se evalúa la coordinación temporal, coordinación de fuerza y ​​cinemática entre las dos manos en niños con parálisis cerebral espástica unilateral y con desarrollo típico durante una tarea de levantamiento de un objeto.

Se espera que los niños con parálisis cerebral espástica unilateral se beneficien de la información táctil transmitida entre las dos manos para compensar su función sensorial deteriorada.

Teniendo en cuenta el deterioro sensoriomotor, también se plantea la hipótesis de que estos niños tendrán una coordinación temporal deteriorada al iniciar y terminar las fases de movimiento, una modulación de fuerza reducida y una fluidez menor en el movimiento que los niños con desarrollo típico. 

METODOLOGÍA

En el estudio participaron 32 niños. El grupo experimental lo componían 9 niños y 6 niñas. La media de edad era de 8,7 años. El grupo control lo formaban 7 niños y 10 niñas con desarrollo típico. Edad media del grupo control: 8,2 años.

La espasticidad de los niños del grupo control se evaluó con la escala de Ashworth. La sensibilidad táctil se midió usando el test de la discriminación de dos puntos (3 mm se considera típico; 7 mm, disminuido; por encima de 7 mm, dañado).

Puedes saber más sobre la escala de Ashworth en la Sección Herramientas de Valoración 

La herramienta de medición utilizada en este experimento es un cubo a medida, de una dimensión de 10 cm x 10 cm x 10 cm y un peso de 530 g. Cada cara del cubo está equipada con un transductor de fuerza para medir la fuerza aplicada en cada lado del cubo. Además, se colocó una unidad de medición inercial dentro del cubo para estimar su orientación absoluta y traslación lineal.

 

Se pidió a cada niño que apretara el cubo lo más fuerte que pudiera, para registrar la fuerza máxima de agarre. A continuación, se les indicó que tomaran el cubo con ambas manos, lo movieran verticalmente durante aproximadamente 8-10 cm, lo mantuvieran durante 1-2 segundos y luego regresaran a la posición inicial. Los primeros ensayos se consideraron ensayos prácticos y se excluyeron del análisis de datos.

 

La figura 2 muestra la segmentación de las señales de un sujeto con desarrollo típico de 10,1 años. Los datos de todos los ensayos se dividieron en 7 fases; (A) precarga, (B) carga, (C) ascenso, (D) estático, (E) descenso, (F) descarga y (G) poscarga. Las fases entre A y D se identifican grupalmente como “elevación” y E a F como “depositar”


 

RESULTADOS

Fuerza y coordinación

No se observaron diferencias significativas en la duración de la fase de precarga entre ambos grupos. El tiempo que tardaron los niños con parálisis cerebral espástica unilateral  durante la fase de carga fue aproximadamente cuatro veces mayor que el de los niños con desarrollo típico. La latencia fue incluso mayor durante la descarga  y poscarga. Los niños con parálisis cerebral espástica unilateral generaron una mayor fuerza de prensión durante el levantamiento, y una mayor fuerza de prensión al inicio de la descarga. La fuerza de carga negativa, que sugiere que el cubo se presiona contra la mesa durante la descarga, es mayor entre los niños con parálisis cerebral espástica unilateral.

Linealidad y homogeneidad de las sinergias de la fuerza de agarre – fuerza de carga:

Los niños con desarrollo típico demostraron aumentos constantes en las fuerzas de agarre y fuerzas de carga durante las fases de carga y descarga, con solo pequeñas variaciones en el desarrollo de la fuerza isométrica entre los levantamientos posteriores. La fase de carga está precedida por una breve fase de precarga, durante la cual la fuerza de agarre aumenta, a veces junto con una pequeña fuerza de carga negativa, cuando el cubo se presiona contra la superficie.

Las puntuaciones para los niños del grupo parálisis cerebral espástica unilateral fueron similares a las de los niños desarrollo típico durante la carga y la descarga. Sin embargo, las puntuaciones relativas a la homogeneidad de los niños con parálisis cerebral espástica unilateral fueron más bajas en estas dos fases.

Asimetría de fuerza entre miembros: 

Los niños de ambos grupos mostraron un sesgo hacia la mano preferida en las dos fases.

En el grupo de niños parálisis cerebral espástica unilateral, al comienzo del levantamiento, resalta la mano que inicia el agarre, la mano preferida, lo que hace que el cubo caiga sobre la mano no preferida dentro de los primeros segundos del levantamiento. De manera similar, hubo un efecto significativo del deterioro en la curva de asimetría de fuerza entre miembros durante la fase de depósito.

 

Fluidez del movimiento:

Los niños en el grupo parálisis cerebral espástica unilateral exhiben movimientos menos fluidos durante los movimientos ascendentes y descendentes.

 

DISCUSIÓN

La puntuación lineal de la fuerza de agarre-fuerza de carga de los sujetos del grupo control se encuentra dentro del rango normal, lo que sugiere potencialmente que los niños con parálisis cerebral espástica unilateral podrían generar fuerza de agarre de manera coordinada al realizar una tarea físicamente acoplada.

El control adecuado de la fuerza de prensión se basa en la integración sensoriomotora, ya que proporciona al sistema nervioso información sobre las propiedades físicas del objeto.

Los niños con parálisis cerebral espástica unilateral dependen de la retroalimentación sensorial externa para agarrar, lo que significa que la fuerza de prensión aumentará excesivamente para amplificarla antes del despegue del objeto. En los resultados del presente estudio no se observa una fuerza de prensión excesiva ni una duración prolongada de la precarga durante el levantamiento en el grupo experimental, lo que sugiere que no hay evidencia de un control anticipatorio deficiente.

La ausencia de signos de control anticipatorio deficiente y la sinergia lineal de fuerza de agarre- fuerza de carga podría ser un indicio de información sensorial adecuada durante la tarea, lo que sugiere que el acoplamiento físico de las manos durante la manipulación de un solo objeto podría facilitar la información cutánea y cenestésica transmitida entre la extremidad pléjica y la sana.

La homogeneidad de la fuerza de agarre- fuerza de carga es una métrica introducida en este estudio para proporcionar un análisis más detallado de esta sinergia. A diferencia de la linealidad, que mide el error de ejecución en el agarre-carga, la homogeneidad aclara la eficiencia del control voluntario de las contracciones musculares isométricas al iniciar y finalizar un movimiento. Una relación de fuerza de agarre-fuerza de carga homogéneo implica una contracción y relajación gradual del músculo con una coordinación precisa de los músculos agonistas y antagonistas.

Los resultados sugieren que los niños con parálisis cerebral espástica unilateral tienen dificultades para generar patrones isométricos de fuerza de agarre de manera homogénea, lo que indica oscilaciones frecuentes en la prensión y desenganche durante cada fase de carga o descarga.

 

CONCLUSIÓN

Este estudio proporciona nueva evidencia hacia la comprensión de la función bimanual deteriorada en la población con parálisis cerebral espástica unilateral. Los hallazgos de este estudio muestran que al acoplar físicamente las manos durante una tarea bimanual se puede observar una anticipación y secuenciación normal del control de la fuerza de prensión en sujetos afectados por parálisis cerebral espástica unilateral, lo que apunta a un mayor fortalecimiento ipsilateral del hemisferio intacto. Esto se ve facilitado por el intercambio dinámico de fuerzas entre las dos manos a través de la manipulación de un único objeto. Además, se incentiva a ambas manos a trabajar juntas de forma natural. Esta tarea podría proporcionar un método simple para aumentar la capacidad funcional del miembro pléjico.