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Resumen Las adaptaciones de la marcha, en respuesta a entornos, dispositivos o cambios novedosos en el cuerpo, pueden ser impulsadas por la optimización continua del gasto energético. Sin embargo, no está claro si la optimización de la energía implica un procesamiento implícito (que ocurre automáticamente y con una mínima atención cognitiva), un procesamiento explícito (que ocurre conscientemente con una estrategia que exige atención) o ambos en combinación. Aquí, utilizamos un paradigma de doble tarea para probar las contribuciones de los procesos implícitos y explícitos en la optimización de la energía durante la marcha. Para crear nuestra tarea de optimización de energía primaria, usamos exoesqueletos de miembros inferiores para cambiar la frecuencia de paso energéticamente óptima de las personas a frecuencias más bajas de lo que normalmente se prefiere. Nuestra tarea secundaria, diseñada para llamar la atención explícita de la tarea de optimización, fue una tarea de discriminación de tono auditivo. Descubrimos que agregar esta tarea secundaria no evitó la optimización de energía durante la caminata; los participantes en nuestro experimento de doble tarea adaptaron su frecuencia de pasos hacia el óptimo en una cantidad y a un ritmo similar a los participantes en nuestro experimento anterior de una sola tarea. También encontramos que el desempeño en la tarea de discriminación de tono no empeoró cuando los participantes se estaban adaptando hacia los óptimos de energía; las puntuaciones de precisión y los tiempos de reacción se mantuvieron sin cambios cuando el exoesqueleto alteró los pasos óptimos de energía. Las respuestas de la encuesta sugieren que los participantes de doble tarea desconocían en gran medida los cambios que hacían en su forma de andar durante la adaptación, mientras que los participantes de una sola tarea eran más conscientes de sus cambios en la marcha, pero no aprovecharon esta conciencia explícita para mejorar la adaptación de la marcha. En conjunto, nuestros resultados sugieren que la optimización energética implica un procesamiento implícito, lo que permite que los recursos de atención se dirijan hacia otros objetivos cognitivos y motores durante la marcha. |
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Ya sea paseando junto a un lago o trepando una montaña, todos ajustamos nuestros pasos para asegurarnos de consumir la menor cantidad de energía posible. ``Las personas perciben continuamente su gasto de energía y adaptan su forma de andar para minimizar los costos'', dice Jessica Selinger de la Queen's University, Canadá, y agrega: ` Adaptamos todo tipo de características de la marcha: la velocidad a la que nos movemos, la longitud y el ancho de cada paso''. - para minimizar las calorías que quemamos”. Pero no estaba claro cómo nuestros cuerpos logran esta hazaña.
La optimización de la energía durante la marcha implica un procesamiento implícito
¿Estamos monitoreando continuamente nuestras maniobras y ajustándonos conscientemente para asegurarnos de que nos estamos moviendo económicamente, o nos estamos adaptando automáticamente sin darnos cuenta? Y si tenemos que pensar para mantener nuestra eficiencia, ¿cuánto poder cerebral tenemos que mantener en reserva cuando realizamos múltiples tareas?
Intrigados por la posibilidad de que tengamos que pensar más de lo que pensamos para caminar de manera eficiente, Rachel Blair (Universidad de Columbia Británica, Canadá), Max Donelan (Universidad Simon Fraser, Canadá) y Selinger decidieron averiguar si las personas ajustan conscientemente sus movimientos. para conservar energía tratando de distraer a los voluntarios con una serie de pitidos mientras caminaban.
Los científicos se dieron cuenta de que los humanos no tienen que pensar para caminar de manera eficiente, se adaptan automáticamente, y Selinger y sus colegas publican este descubrimiento en Journal of Experimental Biology
"La configuración experimental era técnica y tenía muchos componentes'', dice Blair, y describe cómo el equipo comenzó haciendo que los voluntarios caminaran en una cinta de correr a una velocidad cómoda mientras escuchaban un flujo de tonos a través de auriculares, teniendo que presione un botón en la mano derecha cuando el pitido era más alto que el tono anterior, o en la izquierda cuando el pitido era más bajo, para distraerlos.
Luego, el equipo hizo que probaran diferentes estilos de caminar moviéndose al paso con un metrónomo mientras caminaban a la misma velocidad, estableciendo una frecuencia de zancada más rápida o más lenta, que era menos o más eficiente que su caminata normal. Una vez que los voluntarios se familiarizaron con caminar de diferentes maneras, los investigadores apagaron el metrónomo, pero activaron los aparatos ortopédicos para las piernas que sus sujetos habían estado usando.
"Muchos participantes asumieron que el dispositivo de exoesqueleto [aparato ortopédico para la pierna] fue diseñado para facilitar la caminata", dice Selinger. Sin embargo, los científicos a veces usaron los aparatos ortopédicos para las piernas para dificultar la caminata, de la misma manera que caminar hacia arriba requiere más esfuerzo, lo que obligó a los voluntarios a adaptar la forma en que caminaban para encontrar un estilo más eficiente. Finalmente, los científicos arrojaron todo a los voluntarios simultáneamente, pidiéndoles que caminaran de diferentes maneras mientras se concentraban en reconocer si el tono que estaban escuchando era más alto o más bajo que el anterior, mientras que al mismo tiempo intentaban encontrar una forma eficiente de caminar. en los aparatos ortopédicos para las piernas, a veces cansados. "Fue un desafío lograr que todos estos aspectos funcionaran a la perfección y sincronizados entre sí", recuerda Blair.
Pero, ¿cuán eficientes serían los voluntarios al hacer malabarismos con tantos factores?
El equipo razonó que si tuvieran que pensar para encontrar la forma más eficiente de caminar con los aparatos ortopédicos para las piernas, los molestos pitidos los distraerían y usarían más energía. Sin embargo, si se ajustaran automáticamente, naturalmente adaptarían su eficiencia energética, a pesar del pitido de distracción.
Al analizar pacientemente las respuestas de los voluntarios, Megan McAllister (Queen's University) se dio cuenta de que eran capaces de ajustar su eficiencia al caminar automáticamente, incluso cuando estaban distraídos por los tonos de los pitidos: "Cuando las personas se adaptan a formas óptimas de energía para caminar, lo hacen sin tener conscientemente pensar en ello", dice. "Y esta capacidad de adaptar nuestros movimientos sin pensar nos permite concentrarnos en otras tareas mientras caminamos, incluido el seguimiento de los baches en el camino y la gestión de nuestras vidas agitadas."