La otra marcha

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La marcha humana es el patrón de locomoción mas estudiado a lo largo de la historia, pero ha sido en las ultimas décadas, gracias a la aparición de las nuevas tecnologías, cuando hemos podido analizar en detalle esta particular manera de desplazarnos como mamíferos terrestres sobre nuestras patas traseras. Aunque otros primates también pueden caminar erguidos solo nosotros podemos hacerlo de forma permanente.

Resulta llamativo que los trabajos más destacados en esta materia (1-3) se centran, casi de forma exclusiva, en la descripción y análisis del miembro inferior, tanto del movimiento en cada una de las articulaciones (cinemática) como de las fuerzas físicas, internas y externas, que actúan sobre nuestro cuerpo en movimiento (cinetica). Además, y casi siempre de forma anecdótica, se menciona el movimiento de braceo de los brazos.

Algunos trabajos, los menos, abordan el rol desempeñado por los brazos recordando que este movimiento cruzado de brazos y piernas recuerdan el clásico patrón cruzado de los cuadrúpedos de los cuales procedemos(4-6). Esta contra-rotación entre las cinturas escapular y pélvica se justifica como un mecanismo de compensación para absorber de las fuerzas generadas a causa de nuestra marcha bípeda. Otros trabajos sostienen que los brazos forman parte indisoluble del patrón de locomoción aportando energía al proceso aunque sea prescindible(7,8).

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Nick Vujicic

Por tanto, de la revisión de la evidencia científica disponible se podría afirmar que la marcha bípeda es competencia casi exclusiva de las piernas. El tronco en la marcha queda relegado a un papel secundario, y la columna vertebral apenas se menciona más allá de su función de mantenernos erguidos mientras se mueven las piernas.

Este sería el resumen de la cuestión, pero una extraña anomalía durante el desarrollo del feto pone estos planteamientos en serios apuros. Se trata de la agenesia congénita completa de extremidades, también conocida como Tetra-Amelia.

El caso de Nick Vujicic

Nick nació sin extremidades, apenas una especie de pie en el extremo del muñón izquierdo recuerda el error producido en el increíble proceso de construir un ser humano a partir de dos diminutas células. Un pie, que da testimonio del diseño truncado de una estructura única para un mamifero terrestre. Sin embrago, poco después de cumplir un año Nick caminaba…¿cómo? y sobre todo ¿con qué?

La historia de Nick, aunque impactante por la ausencia completa de extremidades, no es extraordinaria en lo relativo a su desarrollo locomotor. Nick no solo consiguió “caminar” a la edad de cualquier niño normal, si no que también alcanzó la mayoría de las habilidades motoras como correr y saltar, lo cual le permitió jugar al fútbol, nadar e incluso hacer surf.

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http://mikevillavisuals.com
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Pero el caso de Nick no es excepcional en la tetra-amelias, lo cual nos lleva a pensar que si las extremidades, sobre todo las inferiores, son necesarias pero no imprescindibles para caminar: ¿Qué elementos son imprescindibles para la marcha humana?

Requisitos imprescindibles para la marcha

Dejando al margen el deseo/intención mental de querer desplazarnos, el ejemplo de Nick nos lo pone fácil: el tronco y la pelvis…pero se trata de algo mucho más complejo que una estructura, la cual no se puede entender sin comprender el programa que la pone en funcionamiento.

En consecuencia los requisitos básicos se podrían resumir en tres:

1º Disponer del programa motor genético de la marcha humana.

2º Disponer de la estructura musculo-esquelética, total o parcialmente, que lo hace posible.

3º Cumplir alguno de los requisitos (total o parcialmente) de toda locomoción descrito por Grillner(9).

  • Control automático de la postura.
  • Desplazamiento del CG sobre puntos o zonas de apoyo sobre las cuales enderezarse contra la gravedad.
  • Movimiento fasico coordinado y aislado entre segmentos.

De todos estos elementos ¿de cuales dispone Nick?

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Indudablemente Nick tiene intacto el “software” de la marcha bípeda que corresponde a su especie, aunque no dispone de todos los elementos estructurales para expresarla tal y como esta prevista en el plan genético. En cuanto a los elementos básicos de cualquier locomoción vemos que Nick tan “solo” carece del último de ellos: Movimiento fasico coordinado y aislado entre segmentos.

Para resumirlo en pocas palabras, Nick, como cualquiera de nosotros, camina sobre todo con la columna vertebral (CV) y la pelvis, o mejor dicho, camina con el programa motor bípedo que tiene en el eje axial y la pelvis su máximo exponente a lo largo de la evolución.

Conviene recordar que tanto la columna vertebral como la pelvis de Nick, con la arquitectura neural implicada en su control automático, estan diseñados y testados por selección natural, no solo para el sostenimiento de la postura bípeda de forma permanente, si no para el desarrollo de una locomoción a partir de esa postura.

Una condición adquirida desde al menos 7 millones de años(10), demasiado tiempo en el perfeccionamiento de un diseño locomotor como para detenerse por un error puntual en la configuración de las estructuras encargadas de ejecutar las ordenes transmitidas desde el eje axial, pelvis incluida.

La ontogenesis de las extremidades

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6 semanas

Para entender mejor la situación de Nick conviene echar un vistazo al instante cuando este error se materializo. Hablamos de un periodo muy temprano del desarrollo, a las 4 semanas. Si en este momento no aparece el esbozo de las extremidades (primero las superiores y un día más tarde las inferiores) ya no lo harán. La construcción del plan corporal siguiendo las ordenes genéticas sigue un estricto calendario, no espera a nadie.

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9 semanas

En este plan, dos semanas más tarde (6 semanas) las extremidades pueden ser claramente identificadas. A las 7 semana sucede un hito que diferencia la orientación de nuetras extremidades en relación a los reptiles: la rotación de 90º de las extremidades en relación al tronco, pero no en el mismo sentido: las superiores hacia afuera y las inferiores hacia dentro.

Se da la paradoja de que giran en sentidos opuestos para situarse en la misma orientación frontal, en lugar de salir hacia los costados como en los reptiles. Esto explica que nuestras manos puedan manipular frente a nuestra cara y que podamos caminar hacia delante con el tronco erguido.

A la luz de estas observaciones podría decirse que la ontogenesis recuerda y resume de algún modo la filogenesis.

Las extremidades, un invento de la evolución

En el esquema evolutivo las extremidades se desarrollaron a partir del eje axial de los peces. Las extremidades en los tetrapodos surgieron en los primeros anfibios como respuesta a la necesidad de tener que desplazarse en el medio terrestre sufriendo una evolución progresiva desde la aleta pectoral (385 M.A.) hasta la extremidad terrestre (362 M.A.).

Siendo interesante conocer algo sobre los orígenes de las extremidades, lo es aún mayor para el tema que nos ocupa saber la forma en que utilizaban esas extremidades para la locomoción.

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Nuestro patrón de locomoción no procede de las extremidades: La onda movediza.

La onda movediza es el patrón de locomoción universal del que emanan todas las locomociones acuáticas y terrestres y fue descrita por Edwards(11). En los peces este patrón de locomoción ondulante se circunscribe al eje axial, una onda que se mantiene en los reptiles con patas y que da lugar al famoso patrón cruzado porque las extremidades opuestas o diagonales avanzan al tiempo de forma alternante. Se trata del patrón hegemónico entre los reptiles y mamíferos de la tierra.

En los mamíferos cuadrúpedos dejamos de ver este movimiento ondulante del eje axial ¿la razón? Son varias, pero destacamos dos: 1º la Columna vertebral (CV) ha evolucionado y ahora puede rotar sobre su propio eje, y 2º las extremidades ya no salen orientadas hacia los costados como en los reptiles, si no que se orientan hacia ventral. No obstante, el movimiento coordinado de paso de las extremidades se mantiene igual, es decir, persiste el patrón cruzado que emana del eje axial(12).

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imagen extraída del articulo de Laufens: Fundamentos biológicos comparativos respecto a la locomoción innata.

Esto merece una breve reflexión: mientras que en los reptiles es el movimiento ondulatorio del tronco el responsable principal del avance, las extremidades tienen como competencia principal mantenerse separado del suelo, eliminando de esta manera el rozamiento.

En cambio, en los mamíferos cuadrupedos se produce un vuelco en esta relación. El movimiento ondulatorio de la CV (plano frontal) cambia hacia el plano transversal (rotación), haciendo que los segmentos vertebrales puedan rotar uno sobre el otro. Estos impulsos rotatorios son transmitidos a las extremidades por cadenas musculares, de forma análoga a como el movimiento cíclico de los cilindros de un coche se transmite a las ruedas a través de una barra transmisión que hace de interface entre los cilindros (CV) y las ruedas (extremidades).

En las locomociones humanas (gateo y marcha bípeda) la CV sigue el mismo esquema que en los cuadrúpedos, es decir, rota manteniéndose dentro de su eje longitudinal. Mientras que en el gateo el movimiento de las extremidades coincide con el patrón cruzado de cualquier cuadrúpedo, para ver el mismo esquema durante la marcha (imagen de arriba) es necesario tener en cuenta que con la bipedestación las extremidades superiores ya no están situadas delante de las inferiores si no encima de éstas. El patrón cruzado se mantiene!!

En nosotros como mamíferos cuadrúpedos, la onda movediza no se pierde… solo se transforma.

La locomoción refleja de Vojta: una explicación al caso de NIck

La Locomoción Refleja (LR) es un conjunto de 3 patrones motores innatos descubiertos por el neurólogo Checo Vaclav Vojta a mediados del siglo XX. Estos patrones no solo presentan las características básicas de toda locomoción descritas por Grillner(12), si no que además, contiene todos los patrones parciales necesarios para la marcha bípeda(13).

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Patrón de la Reptación Refleja con las zonas de estimulación.

De estos tres patrones de locomoción globales, es el patrón denominado Reptación refleja (RR) el que más se aproxima al clásico patrón cruzado de los cuadrúpedos con todas las fases del ciclo del paso en sus extremidades: Flexión, Relajación (extensión pasiva), Apoyo e Impulso. Este patrón, como los otros dos, se pueden activar en cualquier persona con independencia de su edad de forma refleja a partir de posturas concretas presionando zonas determinadas.

Se trata de un producto del SNC que se emplea en fisioterapia para activar en el SNC patrones de postura y movimiento que pertenecen al desarrollo normal en personas (niños y adultos) que por las razones que sean (Ictus, esclerosis múltiple, lesión medular, etc.) lo han perdido, o bien han sido sustituidos por posturas y movimientos anormales.

Patrón de la Reptación refleja. Obsérvese la misma respuesta en niños y adultos considerando las diferencias antropométricas.

En mi experiencia trabajando con pacientes neurológicos adultos, compruebo que la activación de los contenidos cinesiologicos de la Reptación refleja puede iniciarse con múltiples secuencias… tantas como pacientes. Unas veces en el tronco (activación abdominales, muculatura de la CV,…) otras comienza por las extremidades (activación de la musculatura intrínseca de la mano o el pie…). El timing de la activación es variable, sin embargo, todas las respuestas convergen hacia el mismo patrón e idéntica cinesiologia(13).

En cada uno de estos patrones el control de las extremidades están estrechamente vinculadas a la columna vertebral en sus diferentes segmentos, es decir, todo el patrón esta interconectado. Una situación que se pone de manifiesto ante una disfunción de una extremidad como puede ser una limitación funcional en el uso de la extremidad superior (hemiparesia), lo cual va a provocar bloqueos no solo en columna vertebral sobre todo en la zona dorsal, si no también en las otras extremidades(14-16).

Curiosamente, hasta hace poco tiempo se sostenía que para el tratamiento rehabilitador de la extremidad superior o inferior era necesario seguir la pauta del desarrollo próximo-distal, es decir, se creía necesario priorizar la normalización del tono muscular de la articulación proximal (escapula-hombro) para tener un efecto sobre los segmentos distales.

Lo que ahora se ofrece como “nuevo” conocimiento, Vojta ya lo anunció a finales de los años 50 cuando describió que estimulando zonas tan distales como el talón o la apófisis estiloides del radio, se podía influir no solo en los segmentos más proximales de las extremidades, si no también en el alineamiento de la propia columna vertebral y la pelvis(17).

¿Qué aporta la LR al tema que nos ocupa?

Los patrones de locomoción refleja nos revelan esta compleja interacción entre las extremidades, su interfaz con la CV (pelvis y escapulas) y la propia CV. Una ruta de doble sentido (extremidades-interfaz-CV y viceversa), que en el caso de Nick lamentablemente tiene un recorrido muy corto: interfaz-CV y viceversa.

De modo que si tuviésemos la oportunidad de activar en Nick los patrones reflejos de la LR, apuesto a que observaríamos en su tronco y cabeza los movimientos correspondientes a las diferentes fases del ciclo de toda locomoción (flexión, relajación. apoyo e impulso), similares a los que pueden observarse en estas zonas en un sujeto con extremidades, salvo que Nick, al no poder constituir puntos fijos en las extremidades los ciclos se sucederían de forma continua.

En definitiva, la LR explica porque Nick puede caminar solo con su CV y sus interfaces: pelvis y escapulas.

Consideraciones finales

Cuando se truncó el desarrollo de las extremidades de Nick durante su etapa embrionaria el programa genético para utilizarlas no se detuvo y siguió su camino. Al nacimiento de Nick, este programa continuo operando, ahora en intearcción con el medio grávido y su entorno, (como en cualquier otro niño) hasta alcanzar su objetivo: la marcha.

Al no haber extremidades que usar, el neurodesarrollo se expresó con los recursos disponibles…recursos que aunque le parezca increíble son en nuestra especie suficientes para conseguir su propósito. El tronco de Nick no es un tronco cualquiera, pertenece a una especie singular de primate, uno capaz de caminar sobre sus patas traseras de forma permanente, y precisamente es eso lo que hace que Nick se comporte como un bípedo aunque carezca de piernas y brazos.

Cierto es que el modo de caminar de Nick no se ajusta a la marcha que nos muestran los modernos estudios que emplean avanzadas tecnologías de medición y análisis… se trata de otra marcha, una que no se explica si no se comprende antes de donde venimos y como hemos llegado hasta aquí.

Bibliografia

1.Plas F, Viel E, Blanc Y. “La marcha humana”. Barcelona: Masson; 1996

2. Camara J. Análisis de la marcha: sus fases y variables espacio-temporales. 2011;7(1): 160-173.

3. Perry J, Burnfield JM. Análisis de la Marcha. Ed Base. 2015

4. Dietz V, Fouad K, Bastiaanse CM. Neuronal coordination of arm and leg movements during human locomotion. Eur J Neurosci. 2001 Dec;14(11):1906-14.

5. Dietz V. Quadrupedal coordination of bipedal gait: implications for movement disorders. J Neurol. 2011 Aug;258(8):1406-12.

6. Zehr EP, Duysens J. Regulation of arm and leg movement during human locomotion. Neuroscientist. 2004 Aug;10(4):347-61.

7. Collins SH, Adamczyk PG, Kuo AD. Dynamic arm swinging in human walking. Proc Biol Sci. 2009 Oct 22;276(1673):3679-88.

8. Thompson NE, Demes B, O’Neill MC, Holowka NB, Larson SG. Surprising trunk rotational capabilities in chimpanzees and implications for bipedal walking proficiency in early hominins. Nat Commun. 2015 Oct 6;6:8416.

9. Grillner S (1981) Control of locomotion in bipeds, tetrapods and fish. In: Brookhart JMaMVB (ed) Handbook of physiology. The nervous system. Motor control. American Physilogy Society, New York, pp 1179–1236.

10. Ayala F, Cela CJ. Evolución Humana. Alianza Editorial 2013.

11. Edwards J.L, 1977. The evolution of terrestrial locomotion. In: Hecht, M.K, Goody, P.C, and B.M. Hecht(Eds): Major patterns in vertebrate evolution, 533-577. New York.

12. G. Laufens, S. Seitz, G. Staenicke, Fachbereich. Fundamentos biológicos comparativos respecto a la locomoción innata, en particular respecto a la “reptación refleja” según Vojta. Fisioterapia 43. Jg (5/1991), Pag. 448-156.

13. Vaclav Vojta, Annegret Peters. El principio Vojta. 1992. Springer Verlag-Iberica.

14. Kloter E, Wirz M, Dietz V. Locomotion in stroke subjects: interactions between unaffected and affected sides. Brain. 2011 Mar;134(Pt 3):721-31

15. Stephenson JL, De Serres SJ, Lamontagne A. The effect of arm movements on the lower limb during gait after a stroke. Gait Posture. 2010 Jan;31(1):109-15.

16. Jeong YG, Jeong YJ, Koo JW. The effect of an arm sling used for shoulder support on gait efficiency in hemiplegic patients with stroke using walking aids. Eur J Phys Rehabil Med. 2017 Jun;53(3):410-415.

17. Vojta V. Alteraciones motoras cerebrales infantiles. Ediciones Morata 2005


Acerca de Evolución humana y Terapia Vojta

Este Blog nace de la fusión de dos materias aparentemente independientes: La evolución de nuestra especie y la terapia Vojta en calidad de contenedor de los "fósiles" de la función motriz, como son los patrones de Locomoción Refleja descubiertos por Vojta. Contemplar estos patrones bajo el prisma de la evolución, y viceversa, constituye el propósito de este Blog.
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