뇌졸중에서 신경 재활을 개선하기 위한 암묵적 학습 촉진

미국에서는 매 45초마다 뇌졸중이 발생하여 매년 700,000건 이상의 새로운 뇌졸중이 발생하며 뇌졸중은 재향 군인의 주요 장애 원인입니다(미국 심장 협회 통계 위원회 및 뇌졸중 통계 소위원회). 이러한 사례의 대부분은 운동 장애를 초래하여 개인이 일상적인 기능을 위해 타인에게 의존하게 되는 경우가 많습니다(수정된 Rankin Scale 3-5, Lees et al., 2006 참조). 특히, 상지 편마비는 뇌졸중 후 기능 장애의 주요 원인이며 상완 기능은 보고된 삶의 질 변동성의 약 50%를 설명합니다(Wyller et al, 1997). 이와 같이 상완 신경재활을 최적화하는 것은 고령화 재향군인 인구에서 해결해야 할 중요한 문제입니다.

"환자를 위한 재활은 근본적으로 그들의 필요를 성공적으로 수행하기 위해 움직이는 방법을 다시 배우는 과정입니다"(Carr & Shepherd, 1987). 이 진술은 신경 재활의 핵심이 운동 학습이라고 가정하지만, 이러한 원칙에도 불구하고 운동 학습에 대한 연구는 뇌졸중 재활에 거의 영향을 미치지 않았습니다(Krakauer, 2006). 최근 상지 재활을 최적화하기 위한 새로운 방법을 개발하고 테스트하는 데 관심이 있습니다. 볼티모어 VAMC의 조사관은 만성 뇌졸중 환자의 이동성을 개선하기 위해 작업 중심 훈련 패러다임을 개척했습니다(Macko et al., 2005). 이 프로그래밍 방식의 접근 방식의 일환으로 도달 및 사지 조정을 개선하기 위해 새로운 상지 로봇 훈련 프로그램이 개발되었습니다. 그러나 이러한 개입의 대부분은 재활 중 오류 기반 학습 전략에 의존하며, 이는 작업 관련 명시적 지식을 촉진합니다. 그러나 운동 학습 연구 자료는 이것이 운동 학습을 최적화하여 신경 재활을 최적화하는 최선의 전략이 아닐 수 있음을 나타냅니다.

오류 기반 학습은 학습자가 움직임을 실시간으로 수정할 의도로 움직임에 대한 지속적인 피드백을 받는 것을 포함합니다. 따라서 학습은 학습자가 이상적인 행동과 자신의 행동 관찰 사이의 불일치를 지속적으로 줄이는 일련의 반복을 통해 발생합니다. 즉, 오류 기반 학습은 원하는 행동을 달성하기 위한 적응을 촉진합니다. 대조적으로 조작적 조건화 학습 전략은 학습자가 행동이 끝날 때 움직임의 품질에 대한 피드백만 받는 것으로 구성됩니다. 따라서 학습은 원하는 행동 전체에 대한 일련의 강화를 통해 발생하며 이는 오류 기반 학습에서 발생하는 적응보다 더 모델이 없습니다. 이 두 가지 학습 전략의 주요 차이점은 오류 기반 학습이 작업에 대한 명시적 지식을 촉진하는 반면 조작적 조건화는 암시적 지식을 촉진한다는 것입니다(Krakauer & Mazzoni, 2011). 이 두 가지 유형의 지식은 기능적 결과(즉, 운동 성능, 인지 작업 부하 및 유지).

뇌졸중 이전에는 뻗기 및 잡기와 같은 상완 기능이 대부분 명시적 지식을 사용하지 않고 수행되었습니다. 다시 말해, 건강한 개인은 자신의 팔다리를 제어하는 ​​방법에 대해 의식적인 노력을 거의 기울이지 않고 그냥 '실행'합니다. 학습 중에 명시적 전략을 사용하면 학습 속도를 높일 수 있지만 충분한 시간이 주어지면 명시적 지식이 제한된 개인도 똑같이 잘 수행할 수 있습니다(Maxwell et al, 1999). 더 느린 학습 속도에도 불구하고 작업에 대한 명시적 지식을 줄이는 결과는 운동 수행 중에 매우 유리할 수 있습니다. 특히, 학습된 행동의 유지는 명시적 지식을 금지하는 조건에서 학습한 개인에서 더 큽니다. 예를 들어 Malone과 Bastian(2010)은 개인에게 새로운 걷기 작업(벨트가 다른 속도로 움직이는 분할 벨트 트레드밀)을 배우게 했으며 명시적 지식이 제한된 작업에서는 학습 중에 명시적 지식에 의존하는 사람들보다 더 오래 지속되는 학습이 나타났습니다. . 또한 운동 학습 중에 명시적 지식을 제한하면 인지 작업 부하가 감소하고 도전 조건에서 성능이 유지될 수 있습니다(Zhu et al., 2011). 결론적으로, 무의식적인 통제(명시적 지식 제한)보다 재활 중 명시적 지식을 촉진하는 것은 새로 습득한 운동 기능의 지속 가능성을 감소시키고 다른 요구에 사용할 수 있어야 하는 인지 자원을 소모합니다. 이와 같이, 이러한 행동의 자동 제어는 일상 활동을 수행하는 데 매우 중요하며, 조작적 조건화(명시적 지식을 제한함)가 오류 기반 학습보다 우수함을 시사합니다.

뇌졸중이 있는 사람들은 학습 속도가 건강한 대조군에 비해 지연될 수 있고(Pohl et al., 2001) 뇌졸중 심각도의 함수로 더 지연될 수 있지만(Boyd et al., 2007) 작업을 암묵적으로 학습할 수 있습니다. 또한 암시적 작업에 대한 명시적 정보를 제공하는 것만으로도 기저핵 뇌졸중(Boyd et al., 2004; Boyd et al., 2006) 및 감각 운동 영역 손상(Boyd et al., ., 2003; Boyd 등, 2006; Winstein 등, 2003). 이러한 연구는 학습 중 명시적 지식을 제한하는 중요성을 강조하지만, 기술 개발보다는 암시적 시퀀스를 학습하는 맥락에서 수행되었으며, 이는 관련이 있지만 운동 학습의 다양한 측면에 의존합니다(Krakauer & Mazonni, 2011, Yarrow et al. , 2009). 기능적 기술 학습의 맥락에서 피드백의 타이밍/유형은 학습 속도와 유지에 영향을 미치고 지식 유형에 영향을 미치는 것으로 강력하게 나타났습니다(Levin et al., 2010). 특히 작업 수행에 대한 피드백을 수행 중(즉, 지연) 학습 유지를 증가시키고 암시적 학습을 촉진하는 것으로 나타났습니다(Cirstea et al., 2006; Winstein et al., 1996). 또한 성과(성과에 대한 지식)가 아닌 결과(결과에 대한 지식)에 대한 피드백은 보유를 늘리고 명시적 지식을 제한하는 것으로 나타났습니다(Cirstea et al., 2006; Sidaway et al., 2008; Winstein, 1991). 따라서 현재 제안은 피드백이 제공되는 시기와 피드백 유형을 조작하여 운동 능력 개발 중에 암묵적 지식을 육성하려고 시도할 것입니다.

현재 연구의 목적은 신경재활의 중요한 결과(즉, 학습 후 성능, 일반화 가능성, 작업에 부과된 인지 작업 부하 및 유지).