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Aprendizaje de habilidades perceptivo-motoras: Efectos de la edad y el ejercicio

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Universitat de Barcelona. Institut Nacional d'Educació Física de Catalunya (INEFC) - Barcelona

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[spa]  Desde que nacemos, aprendemos y reaprendemos habilidades y movimientos que perduraran a lo largo de nuestra vida. Especialmente durante la infancia, se realizan gran parte de estos aprendizajes motores, teniendo estos un impacto importante en nuestro desarrollo motor (Haywood & Getchell, 2014). Por este  motivo,  la estimulación de la capacidad de aprendizaje motor podrfa  tener  un  impacto importante durante la etapa de la infancia.

En las ultimas años, se ha puesto en evidencia cómo el enriquecimiento del entorno a partir de la práctica regular de ejercicio físico (ejercicio a largo plaza) puede dar como resultado una mejora en el rendimiento de la función cognitiva tanto en animales (Vaynman, Ying, & Gomez-Pinilla, 2004) coma en humanos {Smith et al., 2010). Así mismo, la práctica de una unica sesión de ejercicio (ejercicio agudo) también ha mostrado un efecto positivo en la estimulación de la función cognitiva tanto de adultos
{Chang, Labban, Gapin, & Etnier, 2012) como de ninos (Tomporowski, Mccullick, Pendleton, & Pesce, 2015).

Recientemente, se ha hecho un importante avance en relación al conocimiento de las efectos del ejercicio coma facilitador del aprendizaje motor en  adultos  {Taubert, Villringer, & Lehmann, 2015). Los beneficios de este tipo de intervención han sido observados principalmente sobre los procesos de consolidación motora cuando la intensidad del ejercicio era elevada y su duración de alrededor de unos 20 minutos (Mang, Snow, Campbell, Ross, & Boyd, 2014; Roig, Skriver, Lundbye-Jensen, Kiens, & Nielsen,  2012; Thomas, Johnsen,  et  al., 2016). Aún así, las ensayos  clínicos  realizados 
hasta la fecha se han limitado al estudio de tareas motoras sencillas, centradas habitualmente en movimientos monoarticulares y en una unica dirección.  Además,  en niños, a pesar de que recientemente se han observado beneficios similares a las de las adultos sobre  las procesos  de consolidación  motora  (Lundbye-Jensen, Skriver, Nielsen, & Roig, 2017), existe un volumen  de evidencia  muy  reducido  en  relación a las efectos del ejercicio  sobre  el proceso  de aprendizaje motor.
El objetivo general de la presente tesis doctoral fue estudiar el efecto del ejercicio intenso sobre el aprendizaje de una tarea de adaptación visuomotora de tipo rotacional (movimientos poliarticulares y en dos direcciones) tanto en población adulta como infantil. Para ello, se realizaron tres estudios consecutivos en las cuales se evaluó: (a) el efecto del ejercicio sobre la adaptación y consolidación motora en adultos (estudio 1) y nifios (estudio 2 y 3), (b) el posible efecto del orden de presentación entre la tarea motora y el ejercicio (estudios 1 y 2), y (c) el efecto de la duración del ejercicio (ejercicio largo: 13 minutes; ejercicio corto: 5 minutes) sabre la adaptacion y consolidacion de la tarea motora en niños (estudio 3).
En las tres estudios realizados se observó, tanto en adultos como  en niños,  una mejora  en el proceso de consolidación de la tarea motora coma consecuencia del ejercicio. Además, mientras que las adultos presentaron una facilitación de  la  consolidación  motora 1 hora después de la práctica inicial en la tarea, los niños presentaron efectos mayores y mantenidos  durante  un periodo  de tiempo  mayor  (hasta  7 dfas después  de la práctica inicial en la tarea). Así, parece ser que los niños  podrían  beneficiarse  en mayor medida que los adultos de la práctica de ejercicio. En cuanto al orden de presentación   del  ejercicio  y  la  tarea  motora,  si  bien  en  los  adultos  se    observaron 
resultados similares entre una estrategia de presentación u otra (estudio 1), en los niños parece ser que las mejores beneficios sabre la consolidación se obtuvieron cuando el ejercicio fue presentado justo antes de la práctica en la  tarea  motora (estudio 2). Par ultimo, incluso cuando la duración del ejercicio fue corta (5 minutos) se observaron mejoras en la consolidación de la tarea motora, aunque las mejores efectos fueron hallados cuando la duración del ejercicio fue larga (13 minut os).
Los estudios presentados en esta tesis doctoral, añaden nueva evidencia en torno al efecto positivo del ejercicio sobre la consolidación motora tanto en adultos como en ninos. Especialmente en relacion a las niños, se presenta nueva evidencia de cómo la realización de ejercicio antes de la práctica de la tarea motora tiene mayores efectos sobre las procesos de consolidación que la realización del ejercicio después. Además, también se presenta nueva evidencia de las beneficios sabre el aprendizaje motor de una sesión de ejercicio de una duración de tan solo 5 minutos. Así, las resultados de esta tesis doctoral ponen en evidencia el posible uso del ejercicio intenso para facilitar el aprendizaje motor tanto de adultos como de niños. Así mismo, también se propone cómo este tipo de estrategias para facilitar el aprendizaje motor podrían ser utilizadas, incluso, en entornos donde existan restricciones de tiempo, como el colegio o el ámbito deportivo de base.

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[eng]  From birth, we learn and relearn new skills and movements that will endure a life time. Specially during childhood, a great portion of these new motor skills are  learned, having this learning process a great impact in our motor development (Haywood & Getchell, 2014). For this reason, enhancing motor learning capacity could be of high importance  during childhood.

In recent years, it has been observed that enriched environments through regular exercise practice (long term exercise) may result in the stimulation of the cognitive function performance, both in animals (Vaynman et al., 2004) and human (Smith et al., 2010). In addition, a single exercise session (acute exercise) has also shown positive effects on the cognitive function of adult (Chang et al., 2012) and children (Tomporowski, Mccullick, Pendleton, et al., 2015).
Recently, great advancements have been made towards the  study  of  how  acute  exercise can facilitate motor learning in adults (Taubert et al., 2015).  Exercise  benefits have been mainly observed on the motor memory consolidation process and specially when exercise was of high intensity and a duration  around  20  minutes  (Mang  et  al., 2014; Roig et al., 2012; Thomas, Johnsen, et al., 2016). However, controlled trials examining this topic have utilized simple motor tasks, focused on  monoarticular movements and movements performed in a  single  direction.  Moreover,  although  a recent study has observed results similar to those presented in the adult population (Lundbye-Jensen et al., 2017), there still exists very limited evidence examining the exercise  effect  on motor  learning in children.
 
The aim of this doctoral thesis was to study the effect of acute intense exercise on the learning process of a rotational visuomotor adaptation task (comprising poliarticular movements in two different directions) in adult and children populations. To do so, we conducted three consecutive studies where we assessed: (a) the effect of exercise on the motor adaptation and consolidation processes in adults (study 1) and children (studies 2 and 3), (b) the possible effect of the presentation order of the motor  task  and the exercise session (studies 1 and 2), and (c) the effect of the exercise duration (long exercise: 13 minutes; short exercise: 5 minutes) on the adaptation and consolidation of the motor task in children (study 3).

In these three conducted studies, both in adult and children, we observed an improvement of the consolidation process of the motor task due to  exercise.  Moreover, while adults presented  a facilitation of the motor consolidation after 1 hour  of first practicing the motor task, children presented greater and  more  sustained effects of the exercise on their motor consolidation, showing consolidation enhancements even 7 days after. Therefore, it seems that children could benefit from exercise even more than adults. In relation to the presentation order of the motor task and the exercise session, while adults presented similar results independent of the order (study 1), children showed greater effects when the exercise session was presented immediately before the motor task (study 2). Lastly, even when the exercise session was short (5 minutes), children's motor consolidation showed some improvements, although larger effects were seen when the exercise duration was long (13 minutes).
 

The studies presented in this doctoral thesis add new evidence in relation to the positive effects of exercise on motor memory consolidation in adult and children populations. Especially in children, new evidence is presented about how exercising before the motor task practice greatly enhances motor consolidation compared to exercising after. Moreover, we also introduce new evidence about the positive  effect  of an exercise session as short as 5 minutes on motor consolidation. Therefore, this doctoral thesis results show how exercise could possibly be used to stimulate adult and, specially, children's motor learning. Furthermore, it is also proposed how these learning-enhancing strategies could even be applied to environments where time restrictions exist, like school or sports practice settings.

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Tesis Doctorals - Institut Nacional d'Educació Física de Catalunya (INEFC) - Barcelona

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Aprendizaje de habilidades perceptivo-motoras: Efectos de la edad y el ejercicio