Frontiers in Aging Neuroscience

Introducción

Las habilidades espaciales son fundamentales para la independencia funcional. Nos permiten localizar objetivos en el espacio, percibir visualmente los objetos y comprender las relaciones espaciales bidimensionales y tridimensionales (2D y 3D) entre los objetos y nuestro entorno. Estas capacidades nos permiten desplazarnos con seguridad por nuestro entorno gracias a la apreciación precisa de la dirección y la distancia. La capacidad espacial no es una función unitaria, sino que puede dividirse en una serie de categorías distintas que suelen clasificarse como visualización espacial, percepción espacial y rotación mental. La visualización espacial se ha definido como la capacidad de manipular mentalmente información espacial compleja cuando son necesarios varios pasos para completar con éxito una tarea espacial (Linn y Petersen, 1985; Voyer et al., 1995). Un ejemplo de una tarea que podría incorporar la capacidad de visualización espacial sería ordenar los objetos para que quepan en una maleta. La percepción espacial es la capacidad de establecer con precisión relaciones espaciales con respecto a la propia orientación a pesar de la presencia de información que distrae (Linn y Petersen, 1985; Voyer et al., 1995). La capacidad de percepción espacial se utiliza al incorporarse al tráfico en movimiento en una autopista con mucho tráfico. El conductor debe determinar si el coche encaja en el hueco del tráfico mientras ignora los vehículos circundantes irrelevantes en la autopista. La tercera categoría de capacidad espacial, la rotación mental, es la capacidad de transformar la orientación de una representación mental de un objeto en un espacio 2D o 3D (Linn y Petersen, 1985; Voyer et al., 1995). Las habilidades de rotación mental se utilizan con frecuencia a lo largo del día, por ejemplo, al peinarse o maquillarse en el espejo. Existen numerosas baterías de pruebas espaciales estandarizadas que se han desarrollado para medir cómo los participantes resuelven las tareas espaciales. Ejemplos de tareas comúnmente aplicadas para medir las habilidades de visualización espacial son el Tablero de la Forma del Papel (Likert y Quasha, 1941), que requiere que los participantes identifiquen cómo sería una forma desplegada una vez doblada, y la Prueba del Bloque Idéntico (Stafford, 1961) en la que los participantes identifican bloques de una matriz que coinciden con un bloque de referencia dada una serie de pistas en las caras de los bloques. Dos pruebas estandarizadas que se utilizan para evaluar la percepción espacial son la Prueba de la Varilla y el Marco (Witkin y Asch, 1948), que requiere que los participantes identifiquen líneas horizontales o verticales presentadas en un marco cuadrado girado y la Prueba del Nivel de Agua (Piaget e Inhelder, 1956) en la que los participantes indican la orientación de la línea de agua en la imagen de un recipiente inclinado. Por último, se han desarrollado numerosas pruebas espaciales para evaluar la rotación mental. La prueba más utilizada es el Test de Rotación Mental (Vandenburg y Kuse, 1978), una variación de la prueba original desarrollada por Shepard y Metzler (1971). Esta prueba requiere que los participantes determinen si los pares de objetos que han sido rotados en profundidad uno respecto al otro son idénticos o imágenes en espejo. Sin embargo, a pesar de la agrupación de las pruebas espaciales en las tres categorías generales de visualización espacial, percepción espacial y rotación mental, la resolución de las tareas en una sola prueba suele requerir el uso de múltiples procesos espaciales. Por ejemplo, las pruebas asignadas a la categoría de visualización espacial (es decir, la tarea de tablero con forma de papel, la prueba de bloques idénticos) probablemente incluyen elementos de rotación mental y percepción espacial.

Nuestro conocimiento de cómo los humanos interactúan con su entorno espacial se ha basado en gran medida en estudios que han utilizado pruebas psicométricas estándar de papel y lápiz, pruebas cronométricas basadas en ordenador (Linn y Petersen, 1985; Voyer et al., 1995), y más recientemente pruebas en entornos 3D inmersivos (Parsons et al., 2004; Tsirlin et al., 2009). Aunque estos estudios son fundamentales para nuestra comprensión de la cognición espacial, los bajos requisitos visuomotores de las tareas 2D empleadas no suelen ser representativos de las interacciones físicas que tenemos con los objetos en nuestro entorno cotidiano. Además, dada su complejidad, muchas de las pruebas estandarizadas no son adecuadas para su uso con niños pequeños, ancianos y poblaciones de pacientes.

Hemos desarrollado una novedosa tarea visuomotora con variantes que son apropiadas para el rango de habilidades espaciales desde niños de tan solo 3 años (Sacrey et al., 2012) hasta la tercera edad (González et al., 2014), así como poblaciones de pacientes (sin publicar). La tarea requiere que los participantes localicen, alcancen, agarren y manipulen los bloques de construcción adecuados de un conjunto de bloques para reproducir un modelo 3D. La tarea combina las tres principales categorías de habilidades espaciales: rotación mental, visualización espacial y percepción espacial. La capacidad de rotación mental se pone a prueba al determinar si los bloques 3D del espacio de trabajo pueden girarse para que coincidan con la orientación de los bloques de construcción del modelo de muestra, independientemente de su orientación. Además, las capacidades de visualización espacial se utilizan para identificar el bloque específico que coincide con un bloque de construcción en el modelo de muestra a partir de una serie de alternativas (que pueden diferir por el color, la forma y/o el tamaño; en lo sucesivo se denomina búsqueda visoespacial). La capacidad de percepción espacial también es necesaria para la mayor parte de la tarea, cuando el participante identifica el bloque de construcción correcto entre el conjunto de distractores. Esta tarea, similar a las pruebas estandarizadas de papel y lápiz y de ordenador, permite manipular el nivel de complejidad visoespacial mientras que las exigencias visuomotoras de la tarea se mantienen constantes. Sin embargo, a diferencia de estas pruebas estandarizadas, las demandas visuomotoras de nuestra tarea son extensas, coincidiendo con las demandas de las tareas cotidianas. La tarea desarrollada permitirá el estudio de la cognición espacial en el dominio visuomotor, contribuyendo con valiosos conocimientos a nuestra comprensión actual de las interacciones espaciales en escenarios del mundo real.

El presente estudio determinó la viabilidad de utilizar una tarea de alcance y agarre para evaluar la función visuoespacial y visuomotora en adultos masculinos y femeninos jóvenes (18-25 años) y mayores (60-82 años). Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que utiliza una tarea visuomotora que combina aspectos de visualización espacial (búsqueda visuoespacial) y rotación mental. En este experimento, las demandas de búsqueda visuoespacial fueron consistentes pero la complejidad espacial de los modelos a replicar fue modulada en dos condiciones. En la condición de baja complejidad espacial, la posición, las propiedades (es decir, el color y el tamaño) y la orientación de cada bloque de construcción del modelo a replicar eran visibles desde un único plano de visión, y los modelos tenían una configuración «plana». En la condición de alta complejidad espacial, el modelo tenía una configuración tridimensional y era necesario rotarlo para asegurar la selección y colocación precisa de cada bloque de construcción en el modelo. Las demandas motoras de la tarea (por ejemplo, alcanzar y agarrar los bloques) fueron las mismas en ambas condiciones.

Se registró el tiempo total que se tardó en replicar cada modelo y la preferencia de la mano para cada agarre. Dada la disminución reportada en múltiples medidas de funcionamiento cognitivo con el aumento de la edad (Blanchard-Fields y Hess, 1996; Gabrowski y Mason, 2014), así como el deterioro relacionado con la edad observado en la visualización espacial (Hertzog, 1989; Salthouse, 1990; Borella et al., 2014) y la rotación mental (Willis y Schaie, 1989; Jansen y Heil, 2010; Borella et al., 2014) habilidades predecimos una disminución relacionada con la edad en el rendimiento de la tarea. Además, de acuerdo con la literatura que informa de un rendimiento superior para los hombres en comparación con las mujeres en las pruebas de rotación mental (McGlone y Davidson, 1973; Linn y Petersen, 1985; Voyer et al, 1995; Sherwin, 2003), predijimos que surgirían diferencias de sexo, y que los varones mostrarían sistemáticamente una ventaja en el rendimiento.

Materiales y métodos

Participantes

Veinticuatro adultos jóvenes diestros autodeclarados (YA; 12 varones; 18-25 años) y 20 adultos mayores diestros autodeclarados (OA; 10 varones; 60-81 años) fueron reclutados de la comunidad universitaria para participar en este estudio. El estudio se llevó a cabo con la aprobación del Comité de Investigación en Seres Humanos de la Universidad de Lethbridge. Todos los participantes no conocían el propósito del estudio y dieron su consentimiento informado por escrito antes del inicio del mismo.

Procedimientos

Los participantes estaban cómodamente sentados en el centro frente a una mesa con una altura de 0,74 m y un espacio de trabajo de 0,70 m por 1,22 m. Se indicó a los participantes que repitieran dos series de cuatro modelos. Posteriormente, los participantes respondieron a una versión modificada de los cuestionarios sobre la lateralidad de Edimburgo (Oldfield, 1971) y Waterloo (Brown et al., 2006) (véase la descripción completa del cuestionario modificado en Stone et al., 2013). Se preguntó a las participantes adultas mayores si utilizaban terapia de reemplazo hormonal para establecer si los niveles de hormonas sexuales circulantes podían diferir considerablemente dentro del grupo.

Cuarenta y ocho bloques de construcción únicos (LEGO®) se distribuyeron de forma pseudoaleatoria en el tablero de la mesa mientras los participantes estaban de espaldas a la misma. Se utilizó una tira de cinta adhesiva transparente para dividir el espacio de trabajo por la mitad, y se distribuyeron 24 bloques en los lados izquierdo y derecho (Figura 1A). Cada ensayo comenzaba con la inspección por parte de los participantes de un modelo de 12 piezas que iban a replicar. Tras la inspección, el experimentador colocaba el modelo en la esquina cercana a la derecha o a la izquierda de la mesa (de forma contrabalanceada entre los ensayos). Se ha demostrado que la posición del modelo en la mesa no influye en el uso de las manos (Stone et al., 2013). Para cada ensayo, los participantes recibieron las instrucciones de «replicar el modelo con la mayor rapidez y precisión posible, utilizando las piezas proporcionadas en la mesa.» No se dieron más instrucciones a los participantes. Los participantes eran libres de manipular y girar el modelo a replicar durante la construcción. Tras la réplica del modelo, se retiraban los dos modelos y se proporcionaba otro modelo a replicar. Los bloques de construcción no se sustituyeron entre ensayos. Se utilizó el mismo conjunto de 48 bloques de construcción únicos para cada conjunto de cuatro modelos de 12 piezas en este experimento (Figura 1A). Las dos series de modelos LEGO® diferían en cuanto a su complejidad espacial. En la condición de baja demanda espacial (2D), los bloques de construcción del modelo a replicar estaban en una configuración «plana» (Figura 1B). Esto permitía a los participantes ver las propiedades y la orientación de los 12 bloques de construcción desde un único plano de visión, lo que eliminaba la necesidad de rotar físicamente el modelo (aunque los participantes seguían siendo libres de coger y manipular el modelo a replicar). En la condición de alta demanda espacial (3D), los bloques de construcción (los mismos que se utilizaron para los modelos 2D) en el modelo a replicar no eran visibles en el mismo plano (Figura 1C). Esto obligó a rotar el modelo para permitir una réplica precisa. Los participantes construyeron cuatro modelos consecutivos en la condición 2D utilizando los 48 bloques. A continuación, los participantes construyeron cuatro modelos consecutivos en la condición 3D, utilizando de nuevo los 48 bloques. La condición de inicio (2D, 3D) fue contrabalanceada y el orden de presentación del modelo fue aleatorio entre los participantes. Se utilizaron los mismos ocho modelos para todos los participantes.

Procesamiento y análisis de datos

La cantidad total de tiempo (es decir latencia, s) desde el momento en que los participantes levantaron cualquiera de sus manos de la mesa para iniciar un alcance hacia los bloques de construcción hasta el momento en que la réplica del modelo se colocó en la mesa (incluyendo el alcance, el agarre, la manipulación del modelo y la construcción del mismo) se registró con un cronómetro Tough Timer® (Sportline Inc.). La tarea se grabó con una cámara de vídeo digital (JV HD Everio®) colocada directamente delante de los participantes con una visión clara del espacio de trabajo, los bloques de construcción y las manos de los participantes. Cada agarre se puntuó como agarre de la mano izquierda o derecha y el uso de la mano derecha se determinó como un porcentaje del número total de agarres para la construcción del modelo (número de agarres de la mano derecha/número total de agarres × 100).

El efecto de la complejidad del modelo y la progresión de la tarea sobre la latencia y el uso de la mano se comparó entre el sexo y el grupo utilizando análisis de varianza de medidas repetidas de factor mixto (RM ANOVA) con la complejidad (2D, 3D) y el modelo (1-4) como factores dentro de los sujetos y el sexo (masculino, femenino) y el grupo (YA, OA) como factores entre los sujetos. Posteriormente, para permitir la comparación de los cambios de latencia debidos a las demandas de rotación mental y no a la velocidad motora entre los adultos más jóvenes y los mayores, los datos de latencia 3D se normalizaron a los datos 2D (*100) y se introdujeron en un ANOVA RM de tres vías. El número de modelo (1-4) fue el factor dentro de los sujetos y el sexo (masculino, femenino) y el grupo (YA, OA) fueron los factores entre los sujetos. Cuando se determinó la significación estadística se realizaron los ANOVAs RM apropiados o las pruebas t emparejadas con correcciones de Bonferroni para comparaciones múltiples utilizadas con las pruebas t emparejadas.

Los datos se analizaron utilizando SPSS Statistics 18.0 para Windows (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). La significación estadística se fijó en 0,05. El tamaño del efecto (ES) se informó como valores η2.

Resultados

Todos los datos se distribuyeron normalmente y no violaron los supuestos de homogeneidad de la varianza. Por lo tanto, se utilizó la estadística paramétrica para analizar los datos de comportamiento. Los datos se presentan como medias y desviaciones estándar.

Todos los participantes se autodeclararon diestros; esta información fue confirmada por el cuestionario sobre la lateralidad. Las puntuaciones de lateralidad difieren entre los grupos (F(1,40) = 6,94, p = 0,012, ES = 0,148) y los OA informaron de una mayor puntuación de lateralidad que los participantes YA (YA = 30,5 ± 6,9; OA = 35,4 ± 4,7). Este hallazgo es coherente con informes anteriores (González et al., 2014) de que los participantes de más edad tienden a percibirse a sí mismos como más diestros. Las puntuaciones de la lateralidad no se vieron afectadas de forma diferencial por el sexo (p > 0,05). La edad no difirió entre los sexos (p > 0,05). Todos los participantes femeninos de OA autoinformaron que no estaban usando terapia de reemplazo hormonal.

Latencia

Adultos jóvenes y mayores

El análisis reveló un efecto principal significativo de la Complejidad (F(1,40) = 112, p < 0.001, ES = 0,737; Figura 2A), lo que sugiere que los participantes construyeron los modelos 2D significativamente más rápido que los modelos 3D (2D = 62,4 ± 33,4 s, 3D = 101,5 ± 52,5 s). La latencia también se vio afectada por el orden de presentación del modelo (F(3,120) = 19,0, p < 0,001, ES = 0,322), y los ensayos más tempranos se completaron más lentamente que los ensayos más tardíos (Modelo 1 = 97,8 ± 54,5 s, Modelo 4 = 69,7 ± 35,4 s), lo que sugiere que la búsqueda visoespacial inherente asociada a la tarea disminuye de forma natural con la progresión de la misma, ya que quedan menos bloques en el lugar de trabajo y, por lo tanto, hay menos bloques «distractores» presentes, lo que permite a los participantes identificar el bloque adecuado más fácilmente. La interacción entre el modelo y el grupo también alcanzó significación (F(3,120) = 6,90, p < 0,001, ES = 0,147). Las comparaciones post hoc indicaron que hubo una disminución significativa en la latencia para la construcción del modelo desde el Modelo 1 al Modelo 3 para ambos grupos, con YA (t(23) = 4,77, p < 0,001) y OA (t(19) = 4,74, p < 0,001) demostrando una disminución de 8,8 s y 40,3 s en la latencia respectivamente. Del mismo modo, la latencia disminuyó significativamente desde la construcción del Modelo 1 al Modelo 4 para ambos grupos, con YA (t(23) = 4,23, p < 0,001) demostrando una disminución de 12,0 s y OA (t(19) = 4,39, p < 0,001)demostrando una disminución de 47,4 s. Las interacciones Complejidad por modelo y Complejidad por modelo por grupo no fueron significativas (p > 0,05). Un efecto principal significativo del Grupo (F(1,40) = 46,7, p < 0,001, ES = 0,539; Figura 2A) demostró que el YA completó los ensayos significativamente más rápido que el OA (YA = 54,5 ± 10,4 s, OA = 114,8 ± 41,5 s). La interacción entre la complejidad y el grupo también fue significativa (F(1,40) = 11,2, p = 0,002, ES = 0,220; Figura 2A). Las comparaciones post hoc por pares sugirieron que había un aumento en la latencia de la construcción de modelos 2D a 3D para ambos grupos, con YA (t(23) = 15,4, p < 0,001) y OA (t(19) = 6,704, p < 0,001) demostrando un aumento de 27,5 y 52,9 s en la latencia, respectivamente. El sexo no afectó de forma diferencial a la latencia media (p > 0,05).

Por consiguiente, para examinar más de cerca el efecto de la Complejidad del modelo y la progresión de la tarea en la latencia, se ejecutó un ANOVA RM de tres vías por separado para cada grupo (YA, OA) en el que la Complejidad (2D, 3D) y el Modelo (1-4) se trataron como factores dentro del sujeto y el Sexo (masculino, femenino) fue un factor entre sujetos.

Adultos jóvenes

El análisis confirmó que los YA completaron los modelos 2D más rápido que los 3D (F(1,22) = 274, p < 0,001, ES = 0,926; 2D = 40,8 ± 7,4 s, 3D = 68,3 ± 14,2 s; Figura 2B). Las latencias también se vieron afectadas por el orden de presentación del modelo (F(3,66) = 6,97, p < 0,001, ES = 0,241), siendo los ensayos más tempranos más lentos que los posteriores (Modelo 1 = 60,6 ± 14,2 s, Modelo 4 = 48,6 ± 13,3 s). Un efecto principal significativo del Sexo (F(1,22) = 4,38, p = 0,048, ES = 0,166; Figura 2B) reveló que los participantes masculinos completaron la tarea más rápidamente que los femeninos (Hombres = 50,4 ± 10,5 s, Mujeres = 58,7 ± 9,0 s). Por último, una interacción significativa entre la complejidad y el sexo (F(1,22) = 4,75, p = 0,040, ES = 0,177; Figura 2B) sugirió que la latencia difería entre los participantes masculinos y femeninos dependiendo de si replicaban los modelos 2D o 3D. Sin embargo, las comparaciones post hoc por pares no alcanzaron la significación (p > 0,05), y los hombres construyeron los modelos significativamente más rápido que las mujeres en ambas condiciones de complejidad. Curiosamente, cuando se pidió a los participantes de los JJ.OO. que rellenaran un cuestionario sobre sus niveles de comodidad en la manipulación de los bloques LEGO®, se observó que los participantes masculinos y femeninos habían empezado a jugar con (p > 0,05; hombres = 4,2 años, mujeres = 4,1 años) y habían utilizado por última vez (p > 0,05; hombres = 13,4 años, mujeres = 12,7 años) los bloques LEGO® a edades similares. Además, cuando se les pidió que indicaran su nivel de comodidad al construir con bloques LEGO® (en una escala de uno a diez, en la que diez indica «extremadamente cómodo») no hubo una diferencia significativa entre hombres y mujeres (p > 0,05; hombre = 8,9, mujer = 8.2), lo que sugiere que la ventaja en el rendimiento de los hombres no era simplemente el resultado de que los participantes masculinos tuvieran más experiencia en la construcción de modelos LEGO®.

Adultos mayores

De forma similar a los participantes jóvenes, los adultos mayores completaron los modelos 2D más rápido que los modelos 3D (F(1,18) = 42,6, p < 0,001, ES = 0,703; 2D = 88,4 ± 33,9 s, 3D = 141,3 ± 54,0 s; Figura 2C). Además, los tiempos de finalización se vieron afectados por el orden de presentación del modelo (F(3,54) = 11,6, p < 0,001, ES = 0,392), siendo los primeros modelos construidos más lentamente que los últimos (Modelo 1 = 142,4 ± 51,4 s, Modelo 4 = 95,0 ± 37,2 s). Sin embargo, en contraste con el YA, las latencias fueron consistentes entre los sexos para el OA (p > 0,05). Además, el sexo no afectó diferencialmente a las latencias según el modelo o la complejidad (p > 0,05).

Cambio porcentual

Cuando se normalizaron los datos para investigar más a fondo los efectos de las demandas de rotación mental de la tarea, el análisis no reveló ningún efecto principal significativo ni interacciones entre factores (p > 0,05). En otras palabras, los participantes de YA y OA demostraron un aumento de latencia comparable con el aumento de la complejidad del modelo (YA = 167,4 ± 18,8%; OA = 163,9 ± 43,0%; Figura 3). Este hallazgo sugiere que las habilidades espaciales requeridas para completar esta nueva tarea visuomotora fueron desafiadas de manera similar en los participantes masculinos y femeninos, y que además estas habilidades espaciales parecían preservarse con la edad.

Uso de la mano

Adultos jóvenes y mayores

El análisis reveló un efecto principal significativo de la complejidad (F(1,40) = 5,12, p = 0,029, ES = 0,113) que indica que los participantes utilizaron más su mano derecha durante la construcción de los modelos 2D en comparación con los modelos 3D (2D = 75,5 ± 15,5%, 3D = 72,0 ± 15,1%). El uso de la mano también se vio influido por el orden de presentación de los modelos (F(3,120) = 12,4, p < 0,001, ES = 0,236), variando el uso de la mano derecha de los participantes entre el 80 y el 68% entre la construcción del Modelo 1 y el Modelo 4 (Modelo 1 = 80,2 ± 15,6%, Modelo 2 = 68,0 ± 19,7%, Modelo 3 = 76,4 ± 18,1%, Modelo 4 = 70,4 ± 18,0%). La interacción Modelo por Grupo también fue significativa (F(3,120) = 38,0, p < 0,001, ES = 0,386). Las comparaciones post hoc por pares no alcanzaron la significación para el grupo YA. El grupo OA, sin embargo, utilizó su mano derecha significativamente más al construir el Modelo 1 en comparación con: Modelo 2 (t(20) = 5,02, p < 0,001; Modelo 1 = 88,2 ± 12,8%, Modelo 2 = 66,0 ± 21,3%) y Modelo 4 (t(20) = 4,18, p = 0,001; Modelo 4 = 71,0 ± 20,6%). También utilizaron significativamente más la mano derecha al construir el Modelo 3 en comparación con: Modelo 2 (t(20) = 5,00, p < 0,001; Modelo 3 = 86,9 ± 15,1%) y Modelo 4 (t(20) = 4,179, p = 0,001). El grupo y el sexo no afectaron de forma diferencial al uso medio de la mano derecha (p > 0,05).

Discusión

Este estudio desarrolló una novedosa herramienta de evaluación de las habilidades visoespaciales en el dominio visuomotor. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que describe y evalúa una tarea visuomotora interactiva que desafía tanto la visualización espacial como las habilidades de rotación mental. La tarea requería que los participantes reprodujeran modelos complejos localizando y seleccionando bloques de construcción que varían en características como la forma, el color y el tamaño de un conjunto de bloques. El estudio encontró que el tiempo para completar cada modelo disminuyó en ambas condiciones de complejidad espacial con la construcción de modelos consecutivos para ambos grupos de participantes. Esta disminución del tiempo sugiere que los requisitos de búsqueda visoespacial de la tarea disminuyeron de forma natural a medida que los bloques (y, por tanto, los «distractores») se eliminaron del espacio de trabajo y se incorporaron a los modelos. Confirmando que la complejidad espacial de los modelos era diferente entre las condiciones, ambos grupos de participantes tardaron más en completar los modelos en la condición de mayor complejidad espacial (3D). Como los modelos 2D y 3D estaban compuestos por el mismo número de bloques idénticos, la diferencia de tiempo probablemente refleja la mayor complejidad espacial de los modelos 3D. Además, debido a que la manipulación fue en la composición dimensional de los modelos, la diferencia de tiempo entre las condiciones persistió a través de los cuatro modelos.

Un hallazgo importante de la investigación actual fue que las habilidades espaciales se conservan en los participantes OA. En comparación con los participantes con discapacidades físicas, los participantes con discapacidades físicas mostraron tiempos de ensayo más lentos en todas las condiciones experimentales. Esto es probablemente debido a las diferencias en la familiaridad con la tarea (se podría argumentar que los adultos jóvenes han tenido más experiencia «jugando» con LEGO que los adultos mayores) y en la disminución de la velocidad perceptiva y motora relacionada con la edad (por ejemplo, Goggin y Meeuwsen, 1992; Chaput y Proteau, 1996). Sin embargo, cuando los datos se normalizaron y se expresaron como porcentaje de la tarea visoespacial menos exigente (modelos 2D), los participantes YA y OA se comportaron de forma similar. En otras palabras, el aumento proporcional en los tiempos de finalización de la tarea de las condiciones de baja a alta complejidad visoespacial no difirió entre los YA y los OA, lo que sugiere que las habilidades visoespaciales específicas desafiadas por la tarea desarrollada se conservan de hecho en la edad avanzada. Este es un hallazgo importante porque sigue sin estar claro qué procesos visoespaciales se ven afectados por la edad y cuáles se conservan (para una revisión, véase Iachini et al., 2009; Klencklen et al., 2012). Por ejemplo, algunos estudios han mostrado una disminución relacionada con la edad en la capacidad de rotar mentalmente las imágenes visuales, en la capacidad de recuperar secuencias espacio-temporales y en la imaginería visoespacial (Berg et al., 1982; Craik y Dirkx, 1992; Iachini et al., 2005; Ruggiero et al., 2008). Otros estudios han demostrado la conservación de las capacidades espaciales en las personas mayores (Cherry y Park, 1993; Parkin et al., 1995; Yamamoto y Degirolamo, 2012). Por ejemplo, Yamamoto y Degirolamo (2012) pidieron a participantes jóvenes y mayores que aprendieran las ubicaciones de los puntos de referencia en entornos virtuales, ya sea navegando en ellos en la perspectiva de primera persona o viendo vistas aéreas de los entornos. El rendimiento del aprendizaje espacial fue menos preciso para los mayores cuando navegaban en primera persona, pero igualmente preciso para los adultos jóvenes cuando navegaban utilizando la vista aérea. Estos estudios y los resultados de la presente investigación sugieren fuertemente que las consecuencias del envejecimiento en la cognición espacial son diferentes dependiendo del tipo de proceso espacial que se desafía. Debido a que la tarea utilizada en el presente estudio se asemeja a las acciones cotidianas (es decir, alcanzar y agarrar objetos), la presente investigación también contribuye a la evidencia que muestra una disminución menos pronunciada (o una ausencia de) en las habilidades espaciales en tareas espaciales ecológicamente relevantes familiares en comparación con las pruebas abstractas de laboratorio (De Beni et al., 2006; Iachini et al., 2009).

Varios estudios han demostrado que los varones se desempeñan mejor en tareas que involucran rotación mental, figuras 3D y percepción espacial (McGlone y Davidson, 1973; Linn y Petersen, 1985; Voyer et al., 1995; Sherwin, 2003). Los diferentes niveles de complejidad visoespacial utilizados en las presentes tareas fueron suficientes para producir las diferencias de sexo que se habían evaluado previamente mediante pruebas de papel y lápiz y pruebas cromoméricas por ordenador (por ejemplo, Linn y Petersen, 1985; Voyer et al., 1995; Sherwin, 2003). En el experimento actual, los participantes masculinos jóvenes realizaron las tareas significativamente más rápido que las participantes femeninas jóvenes. Resulta desconcertante que la diferencia de sexo presente en los participantes jóvenes no se observara en los OA. Esto fue inesperado, ya que algunos estudios han informado de que las diferencias de rendimiento relacionadas con el sexo en las tareas visoespaciales están presentes en las personas mayores (Berg et al., 1982; Willis y Schaie, 1989; Jansen y Heil, 2010). Sin embargo, los estudios que informan de la presencia de diferencias de rendimiento relacionadas con el sexo en adultos mayores han utilizado pruebas estándar de papel y lápiz. En cambio, la tarea desarrollada requería que los participantes interactuaran con los estímulos, rotaran mentalmente los bloques de construcción antes de agarrarlos y orientaran el bloque adecuadamente para añadirlo al modelo 3D que se estaba montando. Es probable que la novedosa naturaleza interactiva de nuestra tarea sea la responsable de la incoherencia entre nuestro estudio y los anteriores que han evaluado las capacidades espaciales en OA. Aunque también es posible que las diferencias observadas entre los sexos se deban a que los jóvenes participantes masculinos tienen más experiencia «jugando» con los bloques de construcción que las jóvenes participantes femeninas, una diferencia que probablemente se disiparía con la edad, parece poco probable que éste sea el factor principal. Cuando a los jóvenes se les presentó un cuestionario sobre su comodidad al manipular los bloques LEGO®, no se observaron diferencias entre las respuestas de los participantes masculinos y femeninos. También es posible especular que los niveles de esteroides sexuales, que se ha teorizado que contribuyen a las diferencias de sexo en las habilidades espaciales (revisado por Hampson, 1995; Martin et al., 2007 para la revisión), desempeñaron un papel en nuestros resultados observados. El aumento de los niveles de estrógeno se ha asociado a la disminución de las capacidades visoespaciales (Gordon et al., 1986). Por el contrario, la reducción de los niveles de las hormonas gonadotropinas, responsables de la producción de estrógenos, se asocia con capacidades visoespaciales superiores (Gordon et al., 1986). Dado que las mujeres mayores de nuestro estudio eran posmenopáusicas y no estaban recibiendo un reemplazo hormonal de estrógenos, es posible que la disminución de los niveles de estrógeno en estas mujeres contribuyera a la falta de diferencias entre los sexos.

En el presente estudio los participantes demostraron una fuerte preferencia por la mano derecha cuando se les dio la oportunidad de utilizar ambas manos para agarrar. Este hallazgo es consistente con investigaciones anteriores de nuestro laboratorio (González et al., 2007; Stone et al., 2013) y la propuesta de especialización del hemisferio izquierdo para las acciones guiadas visualmente (Goodale, 1988; González et al., 2006, 2007; Serrien et al., 2006). Curiosamente, el uso de la mano derecha se vio afectado de forma diferencial por la complejidad espacial de la tarea, disminuyendo el uso de la mano derecha con el aumento de las demandas de rotación mental. Este hallazgo es coherente con la opinión generalizada (Corballis y Sergent, 1989; Ditunno y Mann, 1990) de que la rotación mental es principalmente una especialización del hemisferio derecho. Aunque este resultado se observó en el ANOVA general (YA y OA), parecía ser más específico del OA. Tal vez el uso de la mano en los adultos mayores es más maleable en respuesta a los requisitos de la tarea en particular las demandas espaciales. Se necesita más investigación para determinar si la rotación mental y/o las habilidades de visualización espacial influyen en el uso de la mano tanto en los adultos jóvenes como en los mayores.

Por último, vale la pena mencionar que aunque la tarea desarrollada en este estudio posee muchos puntos en común con las pruebas espaciales estandarizadas, de manera única, presenta la interacción del mundo real de alcanzar, agarrar y ensamblar objetos ubicados en el entorno. Todos los días nos vemos obligados a tocar y agarrar las cosas que nos rodean. Debemos confiar en estas habilidades visoespaciales para poder afectar activamente a nuestro entorno. Dado que la tarea desarrollada puede modificarse mediante la manipulación del tamaño del bloque y la configuración del modelo, la tarea es adecuada para evaluar las capacidades visoespaciales en niños (Sacrey et al., 2012), adultos jóvenes y mayores (González et al., 2014) y probablemente poblaciones patológicas (por ejemplo, personas con la enfermedad de Parkinson o personas con negligencia visoespacial, investigación en curso). Curiosamente, la investigación sugiere cada vez más que las habilidades espaciales son maleables y pueden ser entrenadas. Esta flexibilidad presenta la posibilidad de diseñar estrategias de entrenamiento o rehabilitación que podrían implementarse para minimizar las disparidades o deficiencias identificadas en el rendimiento espacial, ya sea que estas diferencias sean consecuencia del sexo, o de otras influencias identificadas en la cognición espacial, como el estatus socioeconómico (Levine et al., 2005; Hackman y Farah, 2009), el envejecimiento (Klencklen et al., 2012) o los trastornos neurológicos (Vallar, 2007; Possin, 2010).

En conclusión, el presente estudio desarrolló una herramienta novedosa para evaluar las habilidades visoespaciales. Los adultos mayores realizaron la tarea visuomotora consistentemente más lenta que los participantes más jóvenes, sin embargo, su rendimiento fue comparable cuando se expresan los resultados en función del cambio porcentual de las demandas de la tarea. Es importante destacar que, debido a que las demandas visuomotoras de la tarea fueron consistentes entre las condiciones, la diferencia en el tiempo para completar las tareas fue el resultado de la manipulación de la complejidad visuoespacial. La tarea presentada sería muy adecuada para las investigaciones de la función visuoespacial en el dominio visuomotor, particularmente con respecto al sexo y/o el desarrollo y la patología.

Declaración de conflicto de intereses

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un potencial conflicto de intereses.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (número de subvención: 40314). Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.