Väliaikainen versus massiivinen taitojen oppiminen

Kognitiivisessa psykologiassa harjoittelu on tehokkainta, kun harjoitukset jakautuvat ajallisesti (välin välein), eikä silloin, kun ne ovat lähellä toisiaan (massa). Tätä ilmiötä, jonka uskotaan kytkevän pitkäaikaisiin potentiation kaltaisiin mekanismeihin eläinmalleissa ja jota kuvataan välivaikutukseksi, ei ole tutkittu motorisella alueella. Ei tiedetä, saako välimatkan motorinen harjoittelu aikaan pidempiä oppimisvaikutuksia kuin massiivinen motorinen harjoittelu.

Tavoite ja tutkimuspopulaatio:

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on arvioida etäisyysvaikutuksen merkitystä motoristen taitojen oppimisessa terveillä vapaaehtoisilla ja kroonista aivohalvausta sairastavilla potilailla.

Design:

Koe 1: Pitkäkestoisen oppimisen määrittäminen terveillä vapaaehtoisilla hajautetulla ja massaharjoittelulla:

Ensimmäinen hypoteesi on, että ajoitettu harjoittelu parantaa motorisen tehtävän pitkäkestoista oppimista (määritelty suorituskyvyn parannuksina mitattuna 1 ja 3 kuukautta harjoituksen jälkeen) enemmän kuin massaharjoittelu erillisissä terveiden vapaaehtoisten ryhmissä. Terveet vapaaehtoiset harjoittelevat hyvin luonnehdittua puristusvoimatehtävää välitettyjen tai ryhmitettyjen aikataulujen mukaisesti tekijäsuunnittelussa (n = 26). Jos tämä hypoteesi osoittautuu oikeaksi, jatkamme PIRC:n ehdottamalla tavalla kokeisiin 2 ja 3 saadaksemme tietoa mekanismeista, jotka ovat terveiden vapaaehtoisten erinomaisen koulutusstrategian taustalla (koe 2) ja määrittääksemme, onko tämä koulutusstrategia myös parempi kuin joukkohoito aivohalvauspotilailla (Exp 3), joka on ratkaisevan tärkeä kysymys hermoston kuntoutuksessa.

Koe 2: Tutkimus mekanismeista, jotka taustalla ovat erillään suoritetun harjoituksen ylivoimaiset vaikutukset terveillä vapaaehtoisilla, rTMS:

Aikaisempi työ osoitti primaarisen motorisen aivokuoren (M1) osallistumisen motorisen oppimisen lujittamiseen ja prefrontaalisen aivokuoren ylhäältä alas -ohjauksen tärkeyden. On mahdollista, että näiden kahden alueen tehostettu rekrytointi välittää ylivoimaista suoritustasoa, joka saavutetaan hajautetulla koulutuksella. Tässä aiomme tutkia M1:een ja PFC:hen sovelletun inhiboivan 1 Hz TMS:n vaikutuksia suorituskyvyn parannuksiin jaksotetun harjoituksen avulla. Oletamme, että hajautettujen harjoitusten paremmuus suhteessa massaharjoituksiin kumoutuu M1:n ja PFC:n aktiivisuuden alasäätelyllä, mutta ei vale- tai posterior parietaalikuoren (PPC) stimulaatiolla (n = 104).

Koe 3: Pitkän aikavälin oppimisen määrittäminen aivohalvauspotilailla, joilla on haja- ja massaharjoituksia:

Oletamme, että kroonisilla aivohalvauspotilailla motorinen oppiminen paranee suuremmassa määrin välityksellä kuin massaharjoittelulla (n=42).

Tämän tutkimuksen odotetaan hahmottavan välivaikutuksen roolia ihmisen motorisessa oppimisessa ja tunnistavan kaksi mahdollista hermokuoren substraattia terveillä vapaaehtoisilla ja sen mahdolliset hyödylliset vaikutukset motoriseen oppimiseen aivohalvauksen jälkeen.

Koe 4: Sen määrittäminen, yleistyivätkö alkuperäiset löydökset, joilla on välivaikutus eksplisiittisessä motorisessa oppimisessa, implisiittiseen/proseduaaliseen motoriseen oppimiseen:

Kyky yleistää implisiittiseen motoriseen oppimiseen on tärkeä, koska implisiittinen oppiminen (tunnetaan myös proseduurina oppimisena), joka määritellään ilman tietoisuutta ja aikomusta tapahtuvaksi oppimiseksi, on taustalla automaattisuuden kehittymiselle, joka on ominaista kaikille hyvin opetetuille motorisille taidoille (Reber, 1993; Squire, 2004). Tästä syystä aivohalvauksen kuntoutuksen kannalta on tärkeää määrittää, esiintyykö ja miten välivaikutus implisiittiselle (proseduurille) oppimiselle, joka on kaikille hyvin opetetuille motorisille taidoille ominaisen automaattisuuden kehittymisen taustalla. Lisäksi eksplisiittisiä motorisia sekvensointitehtäviä käytettäessä on vaikea määrittää, auttaako etäisyysvaikutus yleistä motorista tai sekvenssikohtaista taitoa. Toisin sanoen etäisyysvaikutuksen suorituskykyedut voivat johtua visuomotorisen muunnoksen parannuksista, joita tarvitaan painettaessa näppäimiä levyllä riippumatta sekvenssin olemassaolosta tai puuttumisesta, tai moottorin sekvensoinnin parannuksista. Molemmat näistä ongelmista voidaan ratkaista käyttämällä sarjareaktioaikatehtävää (tai SRTT:tä), hyvin tutkittua implisiittistä motorisen sekvenssin oppimistehtävää, joka on kuvattu yksityiskohtaisemmin tässä protokollassa (Nissen ja Bullemer, 1984).

Oletamme, että välivaikutus esiintyy sekvenssispesifisellä tavalla implisiittisen motorisen sekvenssin oppimisessa. Oletamme, että SMA-pohjainen moottoriverkko on implisiittisen motorisen sekvenssin oppimisen etäisyysvaikutuksen paremmuuden taustalla. Osoitamme tämän käyttämällä 1 Hz TMS:ää virtuaalisten leesioiden luomiseen ja syy-seuraus-yhteyden luomiseen SMA:n (tai M1:n, mutta ei CZ:n tai näennäisen) ja ylivoimaisen motorisen taidon välille Spaced over Massed -harjoittelulla (n=80).

Tulostoimenpiteet:

Ensisijainen tulosmittari on puristusvoiman parantaminen. Toissijaiset tulosmittaukset ovat motorisen aivokuoren kiihtyvyysmittauksia, mukaan lukien motoriset potentiaaliset amplitudit, intrakortikaalinen esto ja fasilitaatio.

Prosedureaalisen/implisiittisen motorisen sekvenssin oppimisen ensisijainen tulosmitta on taitojen paraneminen, mikä näkyy erona sekvensoitujen ja satunnaisesti järjestettävien kokeiden välillä.