Procesos bottom-up y top-down ligados a la modulación de la conducta ocular subyacen los estadíos de aprendizaje durante una tarea de adaptación visuomotora

Abstract

Introducción: Los procesos de aprendizaje motor han sido frecuentemente estudiados desde la acción, pero la contribución sensorial durante el aprendizaje adaptativo no está del todo clara. Un posible mecanismo involucrado en los cambios conductuales visuales es la variación de necesidades sensoriales Bottom-up y Top-down del sistema durante la práctica. Nosotros hipotetizamos que en estadíos tardíos de aprendizaje, el aumento de necesidades Top-Down corticales optimicen los procesos de rendimiento y adquisición de información de la tarea. Metodología: Se utilizó un paradigma de adaptación visuomotora con una distorsión cinemática del cursor de 135° contrarreloj. Participaron 13 sujetos sanos donde se registró, de manera simultánea, la conducta cinemática de adaptación, la conducta ocular (Eye Tracker) y se midieron los potenciales evocados a la fijación visual (fERP).Resultados: Nosotros mostramos que el rendimiento de la tarea y las curvas de aprendizaje alcanzadas obtenidas son consistentes con lo esperado, extrayendo dos estadíos extremos de aprendizaje considerados como inicio y final. Encontramos diferencias significativas en la amplitud de N1 entre ambos estadíos pero la principal modulación fue relacionada al tipo de fondo de imagen utilizado. Esto se apoya en la modificación de la conducta ocular en ambos estadíos de aprendizaje. Juntos, los resultados sugieren una menor necesidad Bottom-up al final del aprendizaje producto de la actualización del modelo interno. Conclusión: Existe una contribución cortical diferencial entre estadíos iniciales y finales del aprendizaje. Lo cual se refleja en un predominio de modulación Top-down en estadíos finales del aprendizaje motor.

Introduction: Whilst motor learning processes have often been studied purely from a movement perspective, how simultaneous sensory processes contribute to adaptive learning, is not well understood. A possible mechanism involved in visual behavioral changes relates to the changes in Bottom-up and Top-down requirements during motor learning. We hypothesized that in later stages of learning, increased cortical Top-Down needs optimize processes and data acquisition performance of the task. Methodology: We employed a paradigm of visuomotor adaptation with a kinematic cursor distortion of 135° trial. 13 healthy subjects where recorded simultaneously during a kinematic adaptive behavior, along with eye movements (Eye Tracker) and EEG. We computed evoked potentials to the visual fixation (FERP) and motor performance.Results: We show that the performance of the task and the learning curves achieved obtained are consistent with expectations, drawing two extremes learning stages considered as start and end. We found significant differences in the amplitude of N1 between the two stages but the main modulation was related to the type of background image used. This is supported by modifying the ocular behavior in both stages of learning. Together, the results suggest less need Bottom-up at the end of learning product updating the internal model. Conclusion: There is a differential cortical contribution on sensory processes when initial and final stages of a visuomotor task are compared. This finding reflects a predominance of modulation Top-down in the late stages of motor learning.