5.4: Control Motor- Corteza Parietal y Motor Interactuando con Ganglios Basales y Cerebelo

Llevando el parietal como camino hacia adelante, la información visual que va a lo largo de la vía dorsal a través de la corteza parietal se dirige directamente a la corteza frontal, donde puede conducir las neuronas motoras en la corteza motora primaria, que puede conducir directamente a los músculos para producir acciones motoras manitas. Esto completa el bucle sensitivo-motor crítico que se encuentra en el núcleo de todo comportamiento. El control motor también involucra críticamente muchas áreas cerebrales subcorticales, incluyendo los ganglios basales y el cerebelo. La división aproximada del trabajo entre estas áreas es:

• Neocórtex (parietal a frontal) — realiza un procesamiento métrico de alto nivel de la información sensorial, integrando múltiples modalidades y traduciendo entre diferentes marcos de referencia según sea necesario, para llegar a una gama de posibles respuestas al entorno sensorial actual.
• Ganglios basales: recibe tanto entradas sensoriales como las respuestas potenciales que se “consideran” en la corteza frontal, y luego puede desencadenar una señal Go desinhibitoria que permite que las mejores acciones posibles superen el umbral y realmente impulsen el comportamiento. Este proceso de selección de acciones está conformado por el aprendizaje por refuerzo: los ganglios basales están bañados en dopamina, lo que impulsa el aprendizaje en respuesta a recompensas y castigos, y también influye en la velocidad del proceso de selección en sí. Así, los ganglios basales seleccionan la acción que es más probable que resulte en recompensa, y menos probable que resulte en castigo. La amígdala juega un papel clave en la conducción de estas señales de dopamina en respuesta a las señales sensoriales asociadas con la recompensa y el castigo.
• Cerebelo: está ricamente interconectado con la corteza parietal y motora, y es capaz de usar una forma simple pero poderosa de aprendizaje impulsado por errores para adquirir mapas métricos de alta resolución entre las entradas sensoriales y las salidas motoras. Por lo tanto, es crítico para generar movimientos motores suaves y coordinados que integren adecuadamente la información de retroalimentación sensorial y motora para moverse de manera eficiente y controlada. También probablemente sirva para enseñar a la corteza parietal y motora lo que ha aprendido.

En Control Motor y Aprendizaje por Refuerzo, veremos cómo las señales de dopamina dan forma al aprendizaje y desempeño de los ganglios basales en una tarea básica de selección de acciones. Luego, exploraremos un modelo fascinante de aprendizaje motor cerebeloso en un robot virtual que realiza movimientos coordinados de ojos y cabezas para fijar objetos; este modelo muestra cómo las señales de error necesarias para el aprendizaje cerebeloso pueden surgir de forma natural.

Curiosamente, todos estos sistemas de control motor de “bajo nivel” terminan siendo cooptados por sistemas de función ejecutiva de “nivel superior” (por ejemplo, la corteza prefrontal), así que aunque algunos no piensan en el control motor como un dominio particularmente cognitivo, en realidad proporciona una base sólida para comprender algunos de los niveles más altos de función cognitiva!