Revisión

Paradigmas de ejecución dual: aspectos conceptuales

I. Piqueres-Juan, J. Tirapu-Ustárroz, M. García-Sala [REV NEUROL 2021;72:357-367] PMID: 33978230 DOI: https://doi.org/10.33588/rn.7210.2020200

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Volumen 72 | Número 10 | Nº de lecturas del artículo 21.112 | Nº de descargas del PDF 405 | Fecha de publicación del artículo 16/05/2021

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Introducción Metodología y resultados Paradigma cognitivo/motor Paradigma motor/motor Paradigma cognitivo/cognitivo Neuroimagen y ejecución dual Conclusiones

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RESUMEN

Introducción Los paradigmas de doble tarea (o tareas de ejecución dual) se hallan implicados en múltiples y variadas actividades de nuestra vida cotidiana, ya que se consideran una ventaja evolutiva de la filogenia que posibilita llevar a cabo varias tareas al mismo tiempo con una optimización de los recursos neuronales en comparación con las tareas que, por el contrario, se realizarían como una tarea única o simple.

Desarrollo Se revisa la bibliografía relacionada con tres paradigmas de ejecución de doble tarea: a) paradigma cognitivo/motor que hace referencia a modelos, en los que se hallan implicadas una tarea con un componente cognitivo y una tarea con un componente motor; b) paradigma motor/motor que hace referencia a una tarea motora y una tarea simultánea también motora, y c) paradigma cognitivo/cognitivo, en el que se implican una tarea con un componente cognitivo y otra también cognitiva.

Conclusiones Las tareas duales son una eficiente herramienta para detectar el deterioro cognitivo leve, así como un paradigma idóneo para la intervención en rehabilitación, dado el incremento de recursos atencionales y funciones ejecutivas implicados en su ejecución. En cuanto a la neuroimagen, ésta puede aportar: a) localizar los procesos cognitivos, motores y/o perceptivos implicados en los diferentes paradigmas de ejecución dual; b) caracterizar las respuestas y función de determinadas señales cerebrales en cada una de las tareas, y c) relacionar modificaciones en la actividad neural con la eficacia de diferentes programas de intervención. Palabras claveCognitivo/cognitivo Cognitivo/motor Ejecución dual Funciones ejecutivas Motor/motor Tareas duales CategoriasTécnicas exploratorias

TEXTO COMPLETO (solo disponible en lengua castellana / Only available in Spanish)

Introducción

La doble tarea (o tarea de ejecución dual) se halla implicada en múltiples y variadas actividades de nuestra vida cotidiana [1] y se considera, desde una perspectiva evolucionista, una capacidad que ha resultado de vital importancia para la adaptación y la supervivencia de la especie humana, ya que se piensa que es una ventaja evolutiva de la filogenia que posibilita llevar a cabo varias tareas al mismo tiempo con una optimización ‘de los recursos neuronales’ en comparación con las tareas que, por el contrario, se realizarían como una tarea única o simple [2]. Para Baddeley [3], las tareas de ejecución dual son tareas ejecutivas y forman parte de las conductas cotidianas y de la cognición humana. Asimismo, Pashler et al [4] afirman que el sistema atencional (aunque no especifican a qué, en referencia, o en qué modelo se basan al referirse al ‘sistema atencional’) contiene un número limitado de recursos, lo que explicaría que la ejecución de conductas que implican la implementación de la doble tarea, en el caso de que no dispusiéramos de una cantidad suficiente de recursos atencionales, podría acarrear un déficit en una o ambas de las tareas [5], lo que se denomina interferencia de doble tarea [6], y que puede exacerbarse o disminuir en función y relación de ‘la distancia funcional’ [7]. Por otra parte, la hipótesis de ‘los campos funcionales’ ha sugerido que no es posible ejecutar dos tareas que utilicen el mismo campo funcional (o dominio cognitivo), como puede ser leer al tiempo que se participa en una conversación [8]. Por eso, un motivo de debate entre los estudios de la multitarea es saber si la ejecución dual se puede realizar en paralelo o, por el contrario, se produce una alternancia entre tareas [9]. Así pues, Ruthruff et al. [10] han observado efectos significativos en la práctica de la doble tarea, aunque no han logrado demostrar la evidencia de que estas se efectúen en paralelo.

Por otro lado, Olive [11] afirma que, para la realización de la doble tarea, los sujetos realizan una de las tareas como tarea primaria y la otra como tarea secundaria. Para definir la tarea primaria y la secundaria se debe identificar el número de recursos cognitivos asignados a cada una de ellas. Al realizar las dos tareas de forma conjunta, éstas compartirán los recursos, de manera que comparar una tarea única con la doble tarea nos permitirá saber cómo se reparten dichos recursos y su grado de interferencia. Para esclarecer la interferencia de doble tarea se han desarrollado tres modelos teóricos [12]: a) la teoría de la capacidad, o teoría de compartir recursos, sostiene que dichos recursos son limitados; en consecuencia, cuando se realiza una doble tarea, es posible que la capacidad de procesamiento se vea ‘desbordada’, en este caso, una o ambas tareas pueden verse afectadas; b) la teoría de la comunicación cruzada, o modelo de diafonía, mantiene que si ambas tareas utilizan las mismas redes neuronales, disminuye la interferencia de la doble tarea, y c) la teoría del cuello de botella, en contraposición a la anterior, sostiene que dos tareas semejantes con la misma ruta de procesamiento neural pueden rivalizar o ‘competir’ por los recursos y así provocar interferencias en una o ambas tareas [13], de manera que demorarían el tiempo de reacción; en cambio, si no comparten recursos comunes, no se producirá interferencia alguna [14]. Actualmente no existe un consenso sobre cuál es el modelo que mejor explica y da una respuesta más plausible y parsimoniosa al nivel de la exigencia que plantean los paradigmas de la doble tarea y el procesamiento de la información [15].

Así, las tareas de ejecución dual pueden ser un modelo adecuado para investigar y profundizar en la capacidad de procesamiento que se requiere para la realización de diferentes actividades [16]. Por ejemplo, Hiscock [17] emplea la interferencia de las tareas duales para intentar conocer el límite de capacidad de los niños cuando éstos procesan información. Por eso, un ingente número de investigaciones y modelos sostiene que hay una cantidad limitada de recursos atencionales [18] defendiendo dos hipótesis generales: a) la primera de ellas afirma que, según se va produciendo el desarrollo ontogénico, aumentan sus recursos atencionales y su capacidad [19] y b) la segunda añade que, además, estos recursos atencionales se utilizarán de manera más eficiente [20], de tal forma que, a más recursos cognitivos, mayor control de los procesos atencionales, lo que conlleva más posibilidades de realizar actividades más complejas de forma eficaz [21].

Las tareas basadas en paradigmas de ejecución dual han demostrado ser, de igual modo, una magnífica herramienta para revelar el deterioro cognitivo en las primeras etapas de pacientes con este deterioro, como es el caso de la demencia vascular [22], como factor pronóstico de los déficits cognitivos y para predecir y prevenir las caídas, tan frecuentes, en la población anciana [23], además de manifestarse como una tarea de alta complejidad para pacientes con deterioro cognitivo leve de tipo Alzheimer [24]. Por todo ello, las tareas de ejecución dual se utilizan y aplican cada vez más en el campo de la rehabilitación, ya que a través de ellas aumentan los recursos atencionales y, como consecuencia, disminuye la interferencia en la ejecución de la doble tarea [25].

Para llevar a cabo un rendimiento óptimo en tareas de ejecución dual se requiere la participación e implicación de las funciones ejecutivas, ya que, entre otros procesos, coordinan el procesamiento de información que desempeñan ambas tareas [26]. Pese a que actualmente no podemos establecer con claridad cómo operan estos procesos ejecutivos y su correlato neuroanatómico específico, en cambio, sí podemos afirmar que las ‘funciones ejecutivas’ implican más de un concepto [27], en el que un conjunto de capacidades se orienta hacia una conducta eficaz y positivamente operativa, y que estos procesos se activan ante estímulos novedosos. Además, nos permiten evaluar y ajustar nuestra acción en función del desempeño continuo de la manera más creativa y eficiente ante la consecución de un reto complejo [28]. Asimismo, este término ha sido definido por numerosos autores: Lezak [29] las define como las competencias que nos inducen a actuar de manera capacitada y creativa dentro de la sociedad; Scholberg y Mateer [30] afirman que comprenden procesos cognitivos dirigidos a seleccionar, anticipar, planificar, autorregular y retroalimentar las conductas del individuo; en relación con esto, Tirapu et al [31] sostienen que las funciones ejecutivas nos permiten actuar de manera flexible en entornos cambiantes, basándonos en la anticipación y predicciones que posibilitan, al individuo, anticipar las consecuencias a diferentes posibles soluciones y tomar decisiones, y del mismo modo, Funahashi [32] añade que tales funciones ejecutivas son el resultado de la armonización de todas las operaciones necesarias para llevar a cabo de manera flexible una conducta.

Por otra parte, parece que el estudio de la doble tarea puede aportar una estimable y valiosa información de cómo opera el cerebro cuando llevamos a cabo conductas de cierta complejidad [26] y, al mismo tiempo, cómo se utilizan y aplican los diferentes procesos ejecutivos en el desempeño de la tarea dual para solventar el grado de interferencia que se produce en el procesamiento de las tareas implicadas en la ejecución dual [33]. De hecho, ciertos autores consideran que el paradigma de doble tarea puede ser un paradigma adecuado para evaluar las funciones ejecutivas, tan necesarias para la correcta ejecución de tareas múltiples [34-36], la velocidad de procesamiento [36], la inhibición [1], la memoria de trabajo [37], un adecuado control postural, el equilibrio [34] y, en definitiva, para desenvolverse con cierta destreza y de forma adaptativa en la vida cotidiana, donde es muy relevante la posible transferencia de aprendizajes generados en la ejecución de paradigmas de doble tarea a nuestro nivel funcional (validez ecológica) [38]. Por otro lado, los paradigmas basados en tareas duales también se han utilizado e implementado como indicadores para llevar a cabo diagnósticos diferenciales, por ejemplo, en la diferenciación de pacientes con afectación en la corteza prefrontal en contraposición con los pacientes con afectación hipocámpica [39].

Metodología y resultados

Es propósito de este trabajo llevar a cabo una revisión rápida de los tres paradigmas de tarea o ejecución dual más prevalentes en la bibliografía y sus resultados, a saber: a) el paradigma cognitivo/motor; b) el paradigma motor/motor, y c) el paradigma cognitivo/cognitivo, que a continuación pasamos a desarrollar.

Paradigma cognitivo/motor

El denominado paradigma cognitivo/motor hace referencia a diferentes modelos de ejecución de doble tarea, en los que se hallan implicadas una tarea con un componente cognitivo y una tarea con un componente motor. Estos paradigmas cotejan y contrastan los resultados de la tarea dual con la ejecución motora, por un lado, y la ejecución de la tarea cognitiva, por otro, por separado y como tareas ‘únicas o simples’.

En ocasiones se ha postulado que algunas tareas motoras, como caminar, están exentas de estímulos interferentes, al ser actividades que se llevan a cabo de manera automática [40]. Si esto es así, se deduce que el control motor no precisa ningún componente o recurso cognitivo [41]. En contraposición a este planteamiento surge un modelo explicativo más ‘modular’, que viene a afirmar, por el contrario, que módulos cognitivos diferentes asociados a áreas cerebrales específicas realizan acciones de procesamiento [42], por lo tanto, son susceptibles de generar interferencias. Asimismo, otros estudios concluyen que una tarea motora [43] y el control postural [44] requieren procesamiento de información con un claro componente cognitivo.

Por otro lado, son muchos los estudios de caso, descritos en la bibliografía científica, en los que se explicita que, tras una lesión cerebral adquirida, el sujeto puede realizar por separado tanto la tarea cognitiva como la tarea motora, pero, al realizarlas simultáneamente, una de las dos o ambas se ven afectadas [45]. La explicación a esta coyuntura puede deberse a dos circunstancias: por un lado, a una disminución de la capacidad cognitiva general; y, por otro lado, a que el control motor pase de ser una acción automática, inconsciente e implícita [46] a ser una acción dirigida, explicita y consciente, con la consiguiente utilización de recursos cognitivos cuya función primordial sería la monitorización del movimiento [47].

Este planteamiento pone de manifiesto que ambas tareas ‘rivalizan y compiten’ por los recursos cognitivos disponibles, lo que supone una limitación importante para la adecuada ejecución de una tarea dual cognitiva/motora [45].

Igualmente, el estudio cuantitativo de Prakash et al [48], relacionado con la conducta motora de la marcha, ha evidenciado la relación entre el deterioro cognitivo y la afectación de la marcha, la cual manifiesta una mayor inestabilidad y lentitud. Por ello, el citado estudio resulta interesante para la detección de estos déficits en el movimiento. En esta línea, en los últimos años se ha prestado una considerable atención a la relación existente entre las funciones ejecutivas y las alteraciones de la marcha, y se ha comprobado el efecto positivo que aporta el ejercicio físico aeróbico y de coordinación en un adecuado funcionamiento ejecutivo [49]. Incluso se ha evidenciado que la actividad física y el entrenamiento cognitivo realizados simultáneamente o de forma sucesiva mantienen la eficacia cognitiva en el envejecimiento y actúan como un factor protector de su deterioro. El entrenamiento con un paradigma cognitivo-motor demostró ser más eficiente en respuesta y control inhibitorio que una tarea motora por sí misma en personas mayores; y si, por ende, este tipo de tareas duales se realiza en grupo, la efectividad puede llegar a ser mayor [1].

El paradigma cognitivo/motor también ha evidenciado resultados positivos en la enfermedad de Parkinson [50], al obtener una mejoría tanto en la longitud de zancada como en la velocidad al caminar; en los traumatismos craneoencefálicos [51], con una mejora en el rendimiento de la tarea; en los traumatismos craneoencefálicos graves, con una mejora significativa en la tarea dual, pero menos relevante en la mejoría de las funciones ejecutivas; en la enfermedad de Alzheimer, al obtener mejoras significativas a nivel cognitivo en las funciones ejecutivas y motora (estas últimas en relación con el equilibrio) [52], y en los accidentes cerebrovasculares al demostrar su competencia y beneficio en la marcha y la capacidad cognitiva [53].

En cuanto al período de la infancia, cabe señalar que las funciones ejecutivas y sus circuitos neuronales se encuentran en su ‘ventana neuronal de desarrollo’, por lo que el ejercicio físico puede ayudar a estimular y mejorar su funcionamiento y, si se complementa con la coordinación de las extremidades superiores e inferiores, implica y beneficia en mayor media al desarrollo de la corteza prefrontal, y, asociado a ello, al desarrollo de los procesos ejecutivos. Por otra parte, se ha evidenciado que el ejercicio físico repetitivo no implica ni exige la participación de las funciones ejecutivas, al tratarse de una conducta ‘rutinaria’ [54]. Del mismo modo, si las actividades programadas se llevan a cabo de manera aleatoria, en lugar de secuencial, eso puede provocar una mejora significativa debido a la necesaria participación e implicación de procesos cognitivos y atencionales [55].

Existen varias líneas de investigación donde se señala la importancia del movimiento en el desarrollo cognitivo de los niños [56] y se ha subrayado la importancia de incluir, en la etapa preescolar, el movimiento a través del juego para el desarrollo de las funciones ejecutivas [57]. El rendimiento de la doble tarea en niños y adolescentes con trastorno por déficit de atención/hiperactividad se ha estudiado poco, y gran parte de los estudios empleó tareas que no se adaptaban al nivel individual del niño [58]. Los niños con problemas de atención a menudo tienen problemas de coordinación [59], e incluso se ha sugerido que podrían estar compartiendo un mecanismo neurocognitivo común [60,61]. Otros autores afirman que hay una estrecha relación entre coordinación motora, atención y funciones ejecutivas [60].

En los niños, existe la evidencia de que en un paradigma cognitivo/motor, basado en la tarea motora de caminar mientras se ejecuta una tarea cognitiva, provoca una disminución de la velocidad de la marcha, una disminución de la zancada, así como un empobrecimiento del equilibrio y, según se incrementa la dificultad en la tarea postural, ésta necesitará más recursos atencionales. Por lo tanto, para el diseño de una tarea dual, se debe tener en cuenta que la interferencia en la doble tarea depende de la edad del niño y el grado de dificultad de la tarea secundaria [62].

Así, el estudio elaborado por Vaessen et al [61] sostiene que los niños de 5 y 6 años todavía no han desarrollado la madurez necesaria para la realización de una tarea de ejecución dual cognitiva/motora, ya que se ha de tener en consideración que los cambios más notables en los procesos de atención ocurren de los 6 a los 8 años de edad, y el cambio en el procesamiento atencional como función ejecutiva sobre los 10 años [63]. Por ello, se ha concluido que para la utilización de paradigmas de ejecución dual en niños, las tareas no deben introducir una interferencia estructural [64].

Entre los principales paradigmas duales de carácter cognitivo/motor, la marcha estuvo presente en la gran mayoría; sin embargo, la tarea dual varió notoriamente. Pasamos a enumerar algunos de ellos:

Caminar y hablar: el grupo de Lundin-Olsson et al [65] detectó que este sencillo paradigma puede proporcionar información sobre el empobrecimiento de las capacidades ejecutivas en personas mayores, ya que, al hacerles una pregunta, cesaban la marcha para responder.
Marcha con o sin obstáculos y producción de números aleatorios [1].
Operaciones aritméticas y marcha [50].
Tarea de brazo discreto (discrete arm task): consiste en realizar un movimiento de flexión y extensión del antebrazo con un límite y amplitud precisos, mientras la segunda tarea (audio-vocal) implica tiempo de reacción [66].
Stroop auditivo y caminar [63].
Tarea visual, auditiva, memoria y marcha [67].
Repetición de una tarea cognitiva, tanto en orden directo como inverso (como, por ejemplo, la repetición de dígitos) y la marcha [68].
Escucha de un texto: responder a preguntas sobre ese texto, operaciones aritméticas en series de siete comenzando desde 500 y marcha [69].
Varias tareas cognitivas: generar palabras, problemas de aritmética de resolución ‘mental’, una tarea verbal de supervisión de pares asociados, una tarea visuoespacial (donde se proporciona una hora del día y se debe responder lo más rápido posible, si las agujas se agrupan en el mismo lado de la esfera), y la marcha como segunda tarea [45].
Tareas cognitivas, como series de siete, donde la persona debe restar siete al número aleatorio dado entre 80 y 100, así sucesivamente a los subsiguientes resultados; Auditory Phoneme Sequencing Test, que consiste en declarar si los números proporcionados son pares o impares; recuperación de dígitos a la inversa del 1 al 9, sin ser consecutivos, ni pares o descendentes. Y tarea motora: Get up and Go, en la que la persona se sienta en una silla con la espalda apoyada completamente en el respaldo; cuando el examinador indica el momento de salida, ha de realizar un recorrido alrededor de un cono colocado a 10 metros de la silla y volver a sentarse en la posición inicial [35].
Memoria de trabajo, realizando restas en series de 50 caminando simultáneamente [48].
Span digit y tarea cognitiva de vocabulario, ambos perteneciente a la escala de inteligencia de Wechsler para Adultos-SR22, más la tarea motora en un cicloergómetro [70].
Para niños: memorizar dígitos o caras más tapping con el dedo índice [17].
Para niños afectados por parálisis cerebral: se han propuesto tareas cognitivas visuales de memoria de trabajo y, como tarea motora, paradigmas de control postural [71].

Existen pocos estudios sobre la utilización de las tareas de ejecución dual como instrumento terapéutico, aunque se han hallado evidencias de su efectividad en pacientes con afectación neurológica, pero no existe un acuerdo en cuanto a los métodos de medición y evaluación de parámetros. De la misma manera, no se han encontrado protocolos provistos de tareas específicas ni tiempo estimado de intervención [6]. Por otro lado, cada vez están más claras las sinergias resultantes de la marcha y la cognición, por lo que los paradigmas cognitivos/motores resultan ser un instrumento eficaz y sensible para detectar el deterioro tanto cognitivo como motor [48].

Paradigma motor/motor

El denominado paradigma motor/motor hace referencia a diferentes modelos de ejecución de doble tarea, en los que se hallan implicadas una tarea con un componente motor y una tarea simultánea también motora. Este paradigma dual se ha tratado, sobre todo, en pacientes con accidente cerebrovascular en fase crónica o de meseta cuyo objetivo es obtener algún avance en sus acciones motoras, en la calidad/velocidad de la marcha [72-74] y en el equilibrio/control del tronco cuando el paciente se haya sentado [75]. La marcha característica en un paciente con afectación cerebrovascular es lenta, con afectación de la estabilidad y del equilibrio, así como una longitud de zancada alterada y ‘disarmónica’ con una disminución del tiempo de apoyo según el lado afectado [76]; además, el equilibrio y el control de la postura dejan de ser automáticos y se necesita incrementar los recursos atencionales [77].

Teniendo en cuenta que en gran cantidad de estudios realizados para la rehabilitación de la marcha en estos pacientes se han incluido tareas de ejecución dual cognitivas/motoras, resulta relevante el estudio llevado a cabo por Yang et al [72], en el que se resalta el alcance significativo del entrenamiento en tareas de ejecución motora/motora, teniendo en cuenta la frecuencia de las conductas que exhibimos en nuestra vida diaria en las que subyace el paradigma dual motor/motor. Por otra parte, el equilibrio y la estabilidad del tronco son necesarios para el entrenamiento funcional del paciente y la implementación de la rehabilitación a las actividades de la vida diaria e instrumentales [78]. Teniendo en cuenta que el equilibrio se considera en estos pacientes como una ‘tarea motora’, la primera tarea consistiría en mantener el equilibrio en posición sedente y la segunda tarea exigiría que con las extremidades superiores los pacientes: a) muevan una copa en diagonal; b) golpeen una pelota o un globo, y c) practiquen el juego de la pesca o del bádminton (véase, más abajo, el paradigma de Lee).

En la revisión llevada a cabo, algunos de los paradigmas de ejecución dual motores/motores más aplicados en pacientes afectados por accidentes cerebrovasculares son:

La tarea que emplearon Yang et al [72] consistía en caminar hacia delante y hacia atrás, en círculo, y ‘trazando la forma de una S’, al tiempo que manipulaban una o dos pelotas. Incluían diferentes ‘variantes’ con ellas, como: a) caminar sosteniendo una pelota en cada mano; b) caminar con el ritmo del rebote de la pelota en una mano o en las dos; c) caminar mientras patea una pelota; d) caminar con una pelota en la mano y al mismo tiempo patear otra pelota para introducirla en una canasta, y e) caminar botando una pelota con ambas manos. Los resultados después de la intervención –tres sesiones semanales durante cuatro semanas– revelaron una mejoría en la marcha del grupo experimental frente al grupo control que no realizó ningún trabajo de rehabilitación.

Lee et al [75] trabajaron con un paradigma dual motor/motor con pacientes en condición sedente, consiguiendo mejorar el equilibrio y el control del tronco. Para la realización de la doble tarea, se situaba al paciente sentado en una superficie sin respaldo, sobre una base inestable para trabajar el equilibrio del tronco con los pies apoyados sobre el suelo y, al mismo tiempo, con las extremidades superiores, los pacientes: a) movían una copa en diagonal; b) golpeaban una pelota o un globo, y c) practicaban el juego de la pesca o del bádminton. La intervención se realizó durante seis semanas a razón de 30 minutos por sesión, tres veces por semana, y, al mismo tiempo, un grupo control realizó un programa convencional de ejercicios motores. Las conclusiones obtenidas constataron mejorías tanto en el equilibrio dinámico como en el control del tronco de ambos grupos; no obstante, los resultados del grupo experimental fueron significativamente mejores.

Shim et al [73] sometieron a pacientes con accidente cerebrovascular a un programa de doble tarea motora/motora en la que incluían ejercicios de marcha y actividades que debían ejecutar con una pelota. La tarea dual consistía en una variante modificada y desarrollada tomando como base la tarea dual de Yang et al ya referida. Para la realización de esta tarea se diseñó un estímulo consistente en una pelota, sostenida por un terapeuta a un palo por medio de una cuerda. El paciente caminaba hasta un punto situado a 10 metros de distancia al tiempo que golpeaba la pelota con la rodilla del lado no parético, y, al volver, golpeaba con la rodilla del lado parético. La velocidad de la marcha se señalaba por el terapeuta. El tiempo de entrenamiento era de 13 minutos de actividad ejecutando este paradigma motor/motor, con cuatro minutos de descanso y otros 13 minutos de actividad. La dificultad de la tarea fue aumentando: a) 1-2 semanas en línea recta; b) 3-4 semanas formando una S, y c) 5-6 semanas con obstáculos. El hecho de golpear con la rodilla no parética proporcionó un mayor apoyo de la extremidad inferior (parética); en cambio, el golpe con la rodilla parética posibilitó una mayor zancada con la extremidad parética.

Lee et al [74] utilizaron dos paradigmas. El primero de ellos era cognitivo/motor, en el que el paciente caminaba al tiempo que debía discriminar a través de la percepción visual diferentes colores. Así, el paciente debía verbalizar la palabra ‘sí’ para el color rojo y ‘no’ para el color azul. En el segundo paradigma motor/motor que utilizaron, los pacientes caminaban al tiempo que, en la extremidad superior, del lado no parético, sostenían una taza de 15 cm de altura repleta de agua intentando no derramarla. Los resultados obtenidos exhibieron una mayor disminución de velocidad de la marcha en la tarea basada en una ejecución dual motora/motora (‘caminar-taza’).

Teniendo en cuenta los buenos resultados obtenidos, aun no siendo significativo el tamaño de la muestra, se ha sugerido que el automatismo de la marcha no tiene por qué ser completamente recuperable [79], y no se ha verificado que la mejora en el aumento de la velocidad constituya y se asocie con una mejoría del control motor.

Paradigma cognitivo/cognitivo

El denominado paradigma cognitivo/cognitivo hace referencia a diferentes modelos de ejecución de doble tarea, en los que se hallan implicadas una tarea con un componente cognitivo y otra tarea en la que también están implicados procesos cognitivos.

Hazeltine et al [80] exponen que la capacidad de realizar varias tareas al mismo tiempo tiene relación directa con los límites de la cognición humana. Cabe destacar que la doble tarea ha ayudado a desvelar la relación entre la memoria de trabajo y los procesos implicados en la grafoescritura. En diversos estudios sobre tareas de ejecución dual cognitiva/cognitiva, Baddeley [37] muestra que la memoria de trabajo desempeña un papel fundamental en todos los procesos y tareas cognitivas ‘complejas’. El estudio llevado a cabo por Olive [11] trató de desvelar en qué medida la memoria de trabajo influye en la escritura, que es una de las tareas más complejas que desempeña el ser humano.

Hayes y Nash [81] evidenciaron que en el acto de escribir se hallan implicados varios procesos y dominios cognitivos, como la planificación de la ideación subyacente al acto de escribir, la riqueza del léxico empleado, la estructura sintáctico-gramatical, aspectos morfológicos y la ‘melodía cinética’ que permite transcribir y transformar los ‘fonemas’ en grafemas, por lo que para esta ‘secuenciación y yuxtaposición’ de procesos es fundamental la participación de la memoria de trabajo.

Tomando como base conceptual el modelo de memoria de trabajo propuesto por Baddeley y Hitch [82] en 1974, son varios los autores que proponen que el sistema ejecutivo central es el subsistema de la memoria de trabajo que juega el papel más preponderante y relevante cuando llevamos a cabo tareas de ejecución dual basadas en un paradigma cognitivo/cognitivo [24,83]. Así, Swanson y Ashbaker [84] afirman que los niños que presentan dificultades en la lectura también presentan afectación en la memoria de trabajo. Por otro lado, Wang y Gathercole [85], en su estudio con niños con dificultades en la lectura, evidenciaron puntuaciones más bajas en la memoria verbal a corto plazo, la memoria de trabajo verbal, la memoria visuoespacial a corto plazo y la memoria de trabajo visuoespacial, así como evidentes limitaciones en la ejecución de un paradigma dual cognitivo/cognitivo, concluyendo que, en la ejecución simultánea de dos tareas cognitivas y, en concreto, una verbal y la otra visuoespacial, se comparten recursos cognitivos que serían ‘distribuidos’ por el sistema ejecutivo central de la memoria de trabajo.

Cada una de las tareas implicadas en un paradigma de ejecución dual cognitivo/cognitivo utilizado en los diferentes estudios se realiza, en primer lugar, como tarea única. Entre los más significativos citamos:

En el paradigma auditivo/visual llevado a cabo por Karatekin [18] se utilizó el Span digit (repetir dígitos en orden directo) y una tarea visual con tiempo de respuesta, en la que debían presionar un botón lo más rápido posible cuando aparecía un duende en la pantalla, al tiempo que escuchaban los dígitos sin atender a ellos. En el Span digit debían ignorar los estímulos visuales y recordar los dígitos que escuchaban de manera variable. En la realización conjunta de ambas tareas, los participantes fueron más lentos en la respuesta a estímulos visuales y mostraron una mayor exigencia en el control de la atención de arriba hacia abajo (top-down).

El paradigma utilizado por Inasaridze et al [83] en un estudio para determinar las características de la doble tarea en niños y adolescentes con trastorno por déficit de atención/hiperactividad trató de dilucidar la participación del sistema ejecutivo central en la realización de dos tareas cognitivas simultáneas, además de intentar captar el vínculo existente entre el sistema ejecutivo central y el funcionamiento motor, tanto en niños sanos como en niños con trastorno por déficit de atención/hiperactividad. Para ello, plantearon una doble tarea que consistía en una tarea visual ‘de papel y lápiz’ en dos versiones: una computarizada y la otra manual [22]. En esta tarea, el sujeto debía intentar mantener el lápiz sobre una mariquita que se movía por la pantalla y, en su versión en papel, debía seguir un camino de flechas ‘tachando con un aspa’ cada una de ellas lo más rápido posible, al tiempo que escuchaba y repetía la segunda tarea consistente en recordar dígitos. Encontraron que, independientemente del subtipo de trastorno por déficit de atención/hiperactividad, e incluso comparado con niños ‘controles’ apareados en edad y nivel académico, todos ellos no exhibieron ni manifestaron diferencias significativas en la ejecución del paradigma de doble tarea cognitivo/cognitivo propuesta en el estudio referido. A esto habría que añadir, como dato revelador y relevante, que la calidad de dicha ejecución fue independiente de la complejidad de la tarea.

El estudio llevado a cabo por Wang y Gathercole [85] con el paradigma elaborado por Baddeley [86] trató de precisar la relación entre la memoria de trabajo y las dificultades en los procesos implicados en la lectura (dislexia). La primera tarea consistía en memorizar dígitos. La segunda tarea, que implicaba velocidad de reacción, consistía en señalar en el teclado la dirección de unas flechas que se mostraban en la pantalla. Los resultados de este estudio evidenciaron que los niños con problemas en la lectura mostraron dificultades en actividades que implican al ejecutivo central, como la memoria verbal, la visuoespacial y la doble tarea.

Neuroimagen y ejecución dual

Para el estudio de los correlatos neuroanatómicos que intervienen en la tarea dual se han empleado diferentes métodos que, aunque distintos, constatan los mismos resultados. Szameitat et al [26] estudiaron los correlatos neuroanatómicos de las funciones ejecutivas en un paradigma cognitivo/cognitivo. Éste consistía en una tarea auditiva de elección, con tiempo de reacción con la mano izquierda, y una segunda tarea visual, con tiempo de reacción con la mano derecha. Se hicieron por separado y de forma dual revelando un menor rendimiento en esta segunda condición. Para obtener los resultados sobre qué partes del cerebro se activaron, con este paradigma (cognitivo/cognitivo) se emplearon dos métodos distintos de neuroimagen con el fin de corroborar los resultados:

De sustracción cognitiva, utilizado por Friston et al [87]. En él se comparan los resultados obtenidos en condición de tarea única con los de tarea dual, y resulta que se activan las mismas áreas, aunque en un grado mayor durante las tareas duales, en las áreas corticales del surco prefrontal, el surco intraparietal y la circunvolución prefrontal.

De manipulación paramétrica, utilizado por Braver et al [88]. A esta tarea se le añadió una segunda más compleja de coordinación, lo que provocó un menor rendimiento y una mayor activación de las áreas corticales del surco intraparietal. Los resultados revelaron una implicación de la corteza prefrontal dorsolateral y la corteza parietal superior en la coordinación de dos tareas con interferencias.

Asimismo, Klingberg [89] afirma que las tareas duales y la memoria de trabajo aumentan la demanda en el procesamiento de la información e incrementan la activación de las áreas de los lóbulos frontales inferiores y medios, sobre todo del hemisferio derecho. Aunque no encuentra una clara evidencia que demuestre la interferencia en la tarea dual, sí se manifiesta una capacidad limitada de recursos que podría justificarse por el solapamiento o la superposición de las zonas corticales activadas en la misma columna o en columnas distintas [90].

Conclusiones

Las tareas de ejecución dual subyacen en muchas acciones que llevamos a cabo en nuestra vida cotidiana y suponen una alta exigencia para nuestros recursos atencionales y para los procesos ejecutivos, por lo que la evaluación y la intervención sobre ellas, tanto en ambientes clínicos como ‘ecológicos’, cobran una relevancia fundamental.

En cuanto a los paradigmas motores/motores, cabe señalar que estos estudios sólo han sido implementados en pacientes con accidentes cerebrovasculares, por lo que sería interesante su utilización en pacientes con otro tipo de afectación, como en el proceso de envejecimiento ‘normal’ y en entornos y ámbitos educativos. Asimismo, la marcha (en sus diferentes variantes, dependiendo de cada investigación) fue la tarea motora elegida, y, por otra parte, la longitud de la zancada y el aumento de la velocidad de la marcha, la variable utilizada para su evaluación. Por eso, los resultados muestran una mejoría en todos los grupos experimentales, aunque se observa que no se logra una recuperación plena de la marcha, entendida como un proceso automático, inconsciente e implícito.

En cuanto a los paradigmas cognitivos/cognitivos, hemos de señalar que para su diseño se han utilizado muy diversas y heterogéneas tareas, tanto visuoespaciales como auditivas y/o verbales, las cuales han permitido vislumbrar los límites de la cognición humana. Asimismo, son varios los autores que evidencian la participación del sistema ejecutivo central de la memoria de trabajo [82] en la ejecución de una tarea dual cognitiva/cognitiva. De igual modo, la velocidad de procesamiento y respuesta, así como las funciones ejecutivas y los procesos atencionales, han mostrado ser fundamentales y necesarios para la realización y coordinación de este tipo de tareas.

Por último, cabe señalar que son cada vez más numerosas las investigaciones en relación con los paradigmas cognitivos/motores. Teniendo en cuenta que muchas de las conductas cotidianas que llevamos a cabo conjugan tanto componentes motores como cognitivos, sería importante integrar este tipo de conductas en el diseño de programas de rehabilitación [62], aunque actualmente se precisan más estudios experimentales para validar su eficacia y eficiencia [35]. En este sentido, Mendel et al [6] comprobaron en diversas investigaciones que los grupos experimentales obtuvieron una mejoría en las variables analizadas después del tratamiento, y otro estudio posterior verificó la transferencia a otros cometidos no implicados en la intervención y la vida cotidiana (validez ecológica). Además, se puso de manifiesto la efectividad de la doble tarea en pacientes con algún deterioro neurológico, aunque en la actualidad no se ha llegado a un consenso en cuanto a los métodos de medición y los parámetros para validar su evidencia.

En cuanto a los estudios con neuroimagen aplicada a la ejecución de paradigmas duales consideramos que estos estudios deben de intentar los siguientes objetivos: a) localizar los procesos cognitivos, motores y/o perceptivos implicados en los diferentes paradigmas de ejecución dual; b) caracterizar las respuestas y función de determinadas señales cerebrales en cada una de las tareas duales; c) relacionar modificaciones en la actividad neural con la eficacia o ineficacia de diferentes programas de intervención; d) evaluar el papel de la experiencia y el entrenamiento sobre los mecanismos de plasticidad cerebral (por ejemplo, en pacientes con daño cerebral adquirido o en estudios de envejecimiento y en el ámbito educativo), y e) profundizar sobre el funcionamiento global del cerebro, intentando caracterizar las diferentes redes y conexiones, así como su funcionamiento sincronizado, para la ejecución de diferentes paradigmas duales, ya sean motores/motores, cognitivos/cognitivos o cognitivos/motores [91].

En relación con las limitaciones a destacar de estos estudios, señalamos la heterogeneidad cuantitativa y cualitativa de las muestras, y, por otra parte, consideramos necesaria e imprescindible la realización de protocolos de evaluación que incluyan tareas específicas y tiempos de intervención consensuados.

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Dual performance paradigms: their conceptual aspects

Introduction. Dual-task paradigms (or dual performance tasks) are involved in a wide variety of multiple activities in our daily lives, as they are considered an evolutionary advantage of the phylogeny that makes it possible to perform several tasks at the same time with an optimisation of the ‘neural resources’ compared to tasks that would otherwise be carried out as a single task.

Development. The literature related to three dual-task performance paradigms is reviewed: a) the cognitive/motor paradigm, referring to models that involve a task with a cognitive component and a task with a motor component; b) the motor/motor paradigm, referring to a motor task and a simultaneous motor task, and c) the cognitive/cognitive paradigm, in which a task with a cognitive component and a cognitive task are involved.

Conclusions. Dual tasks are an efficient tool for detecting mild cognitive impairment, as well as an ideal paradigm for rehabilitation intervention, given the increased attentional resources and executive functions involved in performing them. Neuroimaging can be a valuable tool that makes it possible to: a) locate the cognitive, motor and/or perceptual processes involved in the different dual performance paradigms; b) characterise the responses and function of specific brain signals in each of the tasks, and c) relate changes in neural activity to the efficacy of different intervention programmes.

Key words. Cognitive/cognitive. Cognitive/motor. Dual performance. Dual tasks. Executive functions. Motor/motor.

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