Motorisk læring - Motor learning

Motorisk læring refererer stort set til ændringer i en organismes bevægelser, der afspejler ændringer i nervesystemets struktur og funktion. Motorisk indlæring forekommer over forskellige tidsskalaer og grader af kompleksitet: mennesker lærer at gå eller tale i løbet af år, men tilpasser sig fortsat ændringer i højde, vægt, styrke osv. I løbet af deres levetid. Motorisk indlæring gør det muligt for dyr at få nye færdigheder og forbedrer bevægelsens jævnhed og nøjagtighed, i nogle tilfælde ved at kalibrere enkle bevægelser som reflekser . Motorisk læringsforskning overvejer ofte variabler, der bidrager til dannelse af motoriske programmer (dvs. underliggende dygtig motorisk adfærd), følsomhed for fejldetekteringsprocesser og bevægelsesskemaers styrke (se motorprogram). Motorisk læring er "relativt permanent", da evnen til at reagere hensigtsmæssigt erhverves og bevares. Midlertidige gevinster i præstationer under træning eller som reaktion på en eller anden forstyrrelse kaldes ofte motorisk tilpasning , en forbigående læringsform. Neurovidenskabelig forskning om motorisk læring vedrører hvilke dele af hjernen og rygmarven, der repræsenterer bevægelser og motoriske programmer, og hvordan nervesystemet behandler feedback for at ændre forbindelsen og synaptiske styrker. På adfærdsmæssigt niveau fokuserer forskningen på design og effekt af hovedkomponenterne, der driver motorisk læring, dvs. opbygning af praksis og feedback. Tidspunktet og tilrettelæggelsen af ​​praksis kan påvirke opbevaring af oplysninger, f.eks. Hvordan opgaver kan underopdeles og praktiseres (se også varieret praksis ), og den præcise form for feedback kan påvirke forberedelse, forventning og vejledning af bevægelse.

Adfærdsmæssig tilgang

Praksisstruktur og kontekstuel interferens

Kontekstuel interferens blev oprindeligt defineret som "funktionsinterferens i læring, der er ansvarlig for hukommelsesforbedring". Kontekstuel interferenseffekt er "effekten på læring af graden af ​​funktionel interferens, der findes i en praksis situation, når flere opgaver skal læres og praktiseres sammen". Variabilitet i praksis (eller varieret praksis ) er en vigtig komponent i kontekstuel interferens, da den placerer opgavevariationer inden for læring. Selvom varieret praksis kan føre til dårlig ydeevne i hele erhvervelsesfasen, er det vigtigt for udviklingen af ​​skemaerne, som er ansvarlig for samlingen og forbedret fastholdelse og overførsel af motorisk læring.

På trods af forbedringerne i ydeevnen set på tværs af en række undersøgelser, er en begrænsning af den kontekstuelle interferenseffekt usikkerheden med hensyn til årsagen til præstationsforbedringer, da så mange variabler konstant manipuleres. I en gennemgang af litteratur identificerer forfatterne, at der var få mønstre til at forklare forbedringerne i eksperimenter, der bruger det kontekstuelle interferensparadigme. Selvom der ikke var nogen mønstre i litteraturen, blev der identificeret fælles områder og begrænsninger, der berettigede interferensvirkninger:

  1. Selvom de færdigheder, der blev indlært, krævede bevægelser i hele kroppen, havde de fleste opgaver et fælles træk; de indeholdt alle komponenter, der kunne isoleres.
  2. De fleste undersøgelser, der understøtter interferenseffekt, brugte langsomme bevægelser, der muliggjorde bevægelsesjusteringer under bevægelsesudførelse.
  3. Ifølge nogle forfattere kan bilateral overførsel fremkaldes gennem alternative praksisbetingelser, da en informationskilde kan udvikles fra begge sider af kroppen. På trods af forbedringer set i disse undersøgelser, ville interferenseffekter ikke tilskrives deres forbedringer, og det ville have været et sammenfald af opgaveegenskaber og tidsplan for praksis.
  4. Terminologien for "komplekse færdigheder" er ikke veldefineret. Proceduremanipulationer, som varierer mellem forsøg (f.eks. Ændring af ligheden mellem opgaver) er blevet nævnt som en bidragyder til færdighedskompleksitet.

Feedback givet under træning

Feedback betragtes som en kritisk variabel for tilegnelse af færdigheder og er bredt defineret som enhver form for sensorisk information relateret til et svar eller en bevægelse. Egenskabelig feedback er responsproduceret-det sker normalt, når en bevægelse foretages, og kilderne kan være interne eller eksterne for kroppen. Typiske kilder til iboende feedback omfatter vision , proprioception og audition . Ekstern feedback er forstærket information, der leveres af en ekstern kilde, ud over iboende feedback. Ekstern feedback er undertiden kategoriseret som viden om ydeevne eller viden om resultater.

Flere undersøgelser har manipuleret præsentationsfunktionerne i feedbackinformation (f.eks. Frekvens, forsinkelse, interpolerede aktiviteter og præcision) for at bestemme de optimale betingelser for læring. Se figur 4, figur 6 og oversigtstabel 1 for en detaljeret forklaring af feedbackmanipulation og viden om resultater (se nedenfor).

Kendskab til performance

Kendskab til ydeevne (KP ) eller kinematisk feedback refererer til oplysninger, der gives til en kunstner, hvilket angiver kvaliteten eller mønstret af deres bevægelse. Det kan omfatte oplysninger såsom forskydning, hastighed eller ledbevægelse. KP har en tendens til at adskille sig fra iboende feedback og mere nyttig i virkelige opgaver. Det er en strategi, der ofte anvendes af trænere eller rehabiliteringspraktiserende læger.

Kendskab til resultater

Kendskab til resultater (KR) er defineret som ekstern eller forstærket information, der leveres til en udøver efter et svar, hvilket angiver succesen med deres handlinger med hensyn til et miljømål. KR kan være overflødig med iboende feedback, især i virkelige scenarier. I eksperimentelle undersøgelser refererer det imidlertid til oplysninger, der er givet ud over de kilder til feedback, der naturligt modtages, når der reageres (dvs. responsproduceret feedback; KR er typisk også verbal eller verbaliserbar. KR's indvirkning på motoren læring er blevet undersøgt godt, og nogle konsekvenser er beskrevet nedenfor.

Eksperimentelt design og kendskab til resultater

Ofte er det ikke muligt for eksperimenter at adskille det relativt permanente aspekt ved ændring i evnen til at reagere (dvs. indikere læring) fra forbigående effekter (dvs. indikativ for ydeevne). For at redegøre for dette er der blevet oprettet overførselsdesigner, der involverer to forskellige faser. For at visualisere overførselsdesignet skal du forestille dig et 4x4 -gitter. Kolonneoverskrifterne kan have titlen "Eksperiment #1" og "Eksperiment #2" og angive de betingelser, du ønsker at sammenligne. Rækkeoverskrifterne har titlen "Anskaffelse" og "Overførsel", hvorved:

  1. Anskaffelsesblokken (2 kolonner) indeholder testbetingelserne, hvor en variabel manipuleres (dvs. forskellige KR -niveauer) og forskellige grupper modtager forskellige behandlinger. Denne blok repræsenterer de forbigående effekter af KR (dvs. ydeevne)
  2. Overførselsblokken (2 kolonner) indeholder testbetingelserne, hvor variablen holdes konstant (dvs. et fælles KR-niveau, normalt en no-KR-tilstand). Når den præsenteres for en no-KR-tilstand, repræsenterer denne blok de vedvarende virkninger af KR (dvs. læring). Omvendt, hvis denne blok gives til emner i et format, hvor KR er tilgængeligt, er forbigående og vedvarende effekter af KR indviklet, og det argumenteres ikke for fortolkeligt for læringseffekter.

Efter en hviletid hævdes ændringen i evnen til at reagere (dvs. effekter) at være dem, der tilskrives læring, og gruppen med den mest effektive præstation har lært mest.

Funktionel rolle med viden om resultater og potentiel sammenblanding af effekter

KR ser ud til at have mange forskellige roller, hvoraf nogle kan ses som midlertidige eller forbigående (dvs. præstationseffekter). Tre af disse roller omfatter: 1) motivation, 2) associativ funktion og 3) vejledning. Den motiverende indflydelse kan øge kunstnerens indsats og interesse i opgaven samt opretholde denne interesse, når KR er fjernet. Selvom det er vigtigt at skabe interesse for opgaven til præstations- og læringsformål, er det imidlertid ukendt, i hvilket omfang det påvirker læring. KR's associative funktion vil sandsynligvis være involveret i dannelsen af ​​associationer mellem stimulus og respons (dvs. effektlov ). Denne yderligere effekt er imidlertid ikke i stand til at redegøre for fund i overførselsopgaver, der manipulerer den relative frekvens af KR; specifikt resulterer faldende relativ frekvens i forbedret læring. For en alternativ diskussion om, hvordan KR kan kalibrere motorsystemet til omverdenen (se skemateori i motorprogram ). KR's vejledende rolle er sandsynligvis den mest indflydelsesrige for læring, da både interne og eksterne kilder til feedback spiller en ledende rolle i udførelsen af ​​en motorisk opgave. Da kunstneren er informeret om fejl i opgavens udførelse, kan uoverensstemmelsen bruges til løbende at forbedre ydeevnen i følgende forsøg. Men den vejledning hypotesen postulater, at levering af for megen ekstern, augmented feedback (fx KR) under træningen kan medføre, at eleven til at udvikle en skadelig afhængighed af denne kilde til feedback. Dette kan føre til overlegen præstation under træning, men dårlig præstation ved overførsel - en indikation på dårlig motorisk indlæring. Derudover indebærer det, at når kunstneren forbedres, skal betingelserne for KR tilpasses i henhold til kunstnerens færdighed og vanskelighed ved opgaven for at maksimere læringen (se rammer for udfordringspunkter ).

Specificitet for læringshypotese

Læringshypotesens specificitet antyder, at læring er mest effektiv, når træningssessioner omfatter miljø- og bevægelsesbetingelser, der ligner dem, der kræves under opgavens udførelse - replikering af målets færdighedsniveau og kontekst for præstation. s. 194 Det tyder på, at fordelen ved specificitet i praksis opstår, fordi motorisk læring kombineres med fysisk træning under den indlærede sport eller færdighed. s. 90 I modsætning til tidligere overbevisninger opnås færdighedsindlæring ved at skifte motorisk læring og fysisk præstation, hvilket får kilderne til feedback til at fungere sammen. Læringsprocessen, især for en vanskelig opgave, resulterer i oprettelsen af ​​en repræsentation af opgaven, hvor al relevant information vedrørende opgaveudførelse er integreret. Denne repræsentation bliver tæt forbundet med stigende erfaring med at udføre opgaven. Som følge heraf forårsager fjernelse eller tilføjelse af en væsentlig informationskilde efter en praksisperiode, hvor den var til stede eller ej, ikke, at ydelsen forringes. Skiftende motorisk læring og fysisk træning kan i sidste ende føre til en god, hvis ikke bedre præstation i modsætning til bare fysisk træning.

Fysiologisk tilgang

De cerebellum og basalganglierne er kritiske for motorisk læring. Som et resultat af det universelle behov for korrekt kalibreret bevægelse er det ikke overraskende, at lillehjernen og basale ganglier er bredt bevaret på tværs af hvirveldyr fra fisk til mennesker .

Gennem motorisk læring er mennesket i stand til at opnå meget dygtig adfærd, og gennem gentagen træning kan en grad af automatisering forventes. Og selvom dette kan være en raffineret proces, er meget blevet lært af undersøgelser af enkel adfærd. Disse adfærd omfatter øjenlinkskonditionering , motorisk læring i vestibulo-okulær refleks og fuglesang . Forskning på Aplysia californica , havsneglen, har givet detaljeret viden om de cellulære mekanismer i en simpel læringsform.

En form for motorisk indlæring opstår under drift af en hjerne -computer -grænseflade . For eksempel demonstrerede Mikhail Lebedev , Miguel Nicolelis og deres kolleger for nylig kortikal plasticitet, der resulterede i inkorporering af en ekstern aktuator styret gennem en hjerne-maskingrænseflade i subjektets neurale repræsentation.

På et cellulært niveau, motor læring manifesterer sig i neuroner i motoriske hjernebark . Ved hjælp af encellede optagelsesteknikker har Dr. Emilio Bizzi og hans samarbejdspartnere vist adfærd for visse celler, kendt som " hukommelsesceller ", kan gennemgå varig ændring med praksis.

Motorisk læring opnås også på muskuloskeletalt plan. Hver motorneuron i kroppen innerverer en eller flere muskelceller, og sammen danner disse celler det, der er kendt som en motorisk enhed. For at en person kan udføre selv den enkleste motoriske opgave, skal aktiviteten af ​​tusinder af disse motorenheder koordineres. Det ser ud til, at kroppen håndterer denne udfordring ved at organisere motorenheder i moduler af enheder, hvis aktivitet er korreleret.

Uordenet motorisk læring

Udviklingsmæssig koordinationsforstyrrelse

Nedsættelser forbundet med udviklingsmæssig koordinationsforstyrrelse (DCD) involverer vanskeligheder med at lære nye motoriske færdigheder samt begrænset postural kontrol og underskud i sensorimotorisk koordination. Det ser ud til, at børn med DCD ikke er i stand til at forbedre udførelsen af ​​komplekse motoriske opgaver alene ved at øve. Der er imidlertid tegn på, at opgavespecifik uddannelse kan forbedre udførelsen af ​​enklere opgaver. Nedsat færdighedsindlæring kan være korreleret med hjerneaktivitet, især en reduktion af hjerneaktivitet i regioner forbundet med dygtig motorisk praksis.

Apraxia

Motorisk læring er blevet anvendt til slagtilfredshed og neurorehabilitering, da rehabilitering generelt er en proces til genoplæring af tabte færdigheder gennem øvelse og/eller træning. Selvom rehabiliteringsklinikere udnytter praksis som en vigtig komponent inden for en intervention, er der stadig et hul mellem motorisk kontrol og motorisk læringsforskning og rehabiliteringspraksis. Almindelige motoriske læringsparadigmer omfatter robotarmsparadigmer, hvor enkeltpersoner opfordres til at modstå en håndholdt enhed gennem specifikke armbevægelser. Et andet vigtigt begreb for motorisk læring er den mængde praksis, der implementeres i en intervention. Undersøgelser vedrørende forholdet mellem mængden af ​​modtaget træning og fastholdelse af hukommelsen et bestemt stykke tid bagefter har været et populært fokus inden for forskning. Det har vist sig, at overlæring fører til store forbedringer i langvarig fastholdelse og ringe effekt på ydeevnen. Motoriske indlæringsparadigmer har sammenlignet forskellene mellem forskellige øvelseskemaer, og det har foreslået, at gentagelse af de samme bevægelser ikke er nok til at genlære en færdighed, da det er uklart, om ægte hjernegenopretning fremkaldes alene ved gentagelse. Det foreslås, at kompensationsmetoder udvikler sig gennem ren gentagelse og for at fremkalde kortikale ændringer (ægte genopretning), bør enkeltpersoner udsættes for mere udfordrende opgaver. Forskning, der har implementeret motorisk læring og rehabiliteringspraksis, er blevet brugt inden for slagtilfældepopulationen og omfatter træning i armeevne , begrænsningsinduceret bevægelsesterapi , elektromyograf- udløst neuromuskulær stimulering, interaktiv robotterapi og virtual reality-baseret rehabilitering . En nylig undersøgelse iskæmisk konditionering blev leveret via blodtryksmanchetinflation og deflation til armen for at lette indlæringen. Det viste for første gang hos mennesker og dyr, at iskæmisk konditionering kan forbedre motorisk læring, og at forbedringen bevares over tid. De potentielle fordele ved iskæmisk konditionering rækker langt ud over slagtilfælde til andre neuro-, geriatriske og pædiatriske rehabiliteringspopulationer. Disse resultater blev omtalt på Global Medical Discovery -nyheder.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links