Uit elkaar geplaatst versus massaal leren van vaardigheden

In de cognitieve psychologie is oefenen het meest effectief wanneer trainingssessies in de tijd worden verdeeld (spaced), in plaats van wanneer ze dicht bij elkaar liggen (massed). Dit fenomeen, waarvan wordt aangenomen dat het langdurige potentiëringsmechanismen in diermodellen inschakelt en wordt beschreven als afstandseffect, is niet onderzocht in het motorische domein. Het is niet bekend of gespreide motorische training langdurigere leereffecten opwekt dan gegroepeerde motorische training.

Doelstelling en studiepopulatie:

Het doel van dit onderzoek is het beoordelen van de relevantie van het afstandseffect bij het aanleren van motorische vaardigheden bij gezonde vrijwilligers en bij patiënten met een chronische beroerte.

Ontwerp:

Experiment 1: Bepaling van leren op lange termijn bij gezonde vrijwilligers met gespreide en massale oefening:

De eerste hypothese is dat gespreid oefenen het langdurig leren van een motorische taak (gedefinieerd als prestatieverbeteringen gemeten 1 en 3 maanden na de training) in grotere mate zal verbeteren dan massaal oefenen in afzonderlijke groepen gezonde vrijwilligers. Gezonde vrijwilligers zullen een goed gekarakteriseerde knijpkrachttaak oefenen volgens gespreide of massale schema's in een factorieel ontwerp (n=26). Als deze hypothese correct blijkt te zijn, gaan we zoals voorgesteld door PIRC verder met Experimenten 2 en 3, om informatie te verkrijgen over de mechanismen die ten grondslag liggen aan de superieure trainingsstrategie bij gezonde vrijwilligers (Exp 2) en om te bepalen of deze trainingsstrategie ook superieur is aan massale praktijk bij patiënten met een beroerte (Exp 3), een kwestie van cruciaal belang bij neurorevalidatie.

Experiment 2: Studie van mechanismen die ten grondslag liggen aan superieure effecten van gespreid over massa oefenen bij gezonde vrijwilligers, rTMS:

Eerder werk toonde de betrokkenheid aan van de primaire motorische cortex (M1) bij consolidatie van motorisch leren en het belang van top-down aandachtscontrole door de prefrontale cortex. Het is mogelijk dat een verbeterde rekrutering van deze twee regio's de superieure prestatieniveaus bemiddelt die worden bereikt met gespreide training. Hier zijn we van plan om de effecten te bestuderen van remmende 1 Hz TMS toegepast op M1 en PFC op prestatieverbeteringen met gespreide training. Onze hypothese is dat de superioriteit van gespreid oefenen ten opzichte van massaal oefenen teniet wordt gedaan door neerwaartse regulatie van activiteit in M1 en PFC, maar niet door schijn- of posterieure pariëtale cortex (PPC) stimulatie (n=104).

Experiment 3: Bepaling van leren op lange termijn bij CVA-patiënten met gespreide en gespreide oefening:

Onze hypothese is dat motorisch leren bij patiënten met een chronische beroerte in grotere mate zal verbeteren met gespreid oefenen dan met massaal oefenen (n=42).

Deze studie zal naar verwachting de rol van het afstandseffect op het motorisch leren van de mens afbakenen en twee van de mogelijke neurale corticale substraten bij gezonde vrijwilligers en de mogelijke gunstige effecten ervan op het motorisch leren na een beroerte identificeren.

Experiment 4: Bepaling of oorspronkelijke bevindingen met het afstandseffect in expliciet motorisch leren gegeneraliseerd werden naar impliciet/procedureel motorisch leren:

Het vermogen om te generaliseren naar impliciet motorisch leren is belangrijk omdat impliciet leren (ook bekend als procedureel leren), dat wordt gedefinieerd als leren dat plaatsvindt zonder bewustzijn en zonder intentie, ten grondslag ligt aan de ontwikkeling van automatisme dat kenmerkend is voor alle goed aangeleerde motorische vaardigheden (Reber, 1993; Schildknaap, 2004). Daarom is het met het oog op revalidatie na een beroerte belangrijk om te bepalen of en hoe het spacing-effect optreedt voor impliciet (procedureel) leren dat ten grondslag ligt aan de ontwikkeling van automatisme dat kenmerkend is voor alle goed aangeleerde motorische vaardigheden. Bovendien is het bij gebruik van expliciete motorsequentiëringstaken moeilijk te bepalen of het afstandseffect de algemene motorische vaardigheid of sequentiespecifieke vaardigheid helpt. Met andere woorden, prestatievoordelen van het spatiëringseffect kunnen voortkomen uit verbeteringen in de visuomotorische transformatie die nodig is om de toetsen op het bord in te drukken, onafhankelijk van de aan- of afwezigheid van sequentie, of uit verbeteringen in de motorvolgorde. Beide problemen kunnen worden aangepakt met behulp van de seriële reactietijdtaak (of SRTT), een goed bestudeerde impliciete motorische sequentie-leertaak die in meer detail wordt beschreven in dit protocol (Nissen en Bullemer, 1984).

We veronderstellen dat het spatiëringseffect optreedt op een sequentiespecifieke manier voor impliciet leren van motorische sequenties. We veronderstellen dat een op SMA gebaseerd motornetwerk ten grondslag ligt aan de superioriteit van het afstandseffect voor het leren van impliciete motorsequenties. We zullen dit laten zien door 1Hz TMS te gebruiken om virtuele laesies te creëren en een oorzaak-gevolg verband te leggen tussen de SMA (of M1 maar niet CZ of sham) en superieure motorische vaardigheid met Spaced over Massed training (n=80).

Uitkomstmaten:

De primaire uitkomstmaat is een verbetering van de knijpkracht. Secundaire uitkomstmetingen zullen metingen van motorische corticale exciteerbaarheid zijn, inclusief door motor opgewekte potentiële amplitudes, intracorticale inhibitie en facilitatie.

Voor procedureel/impliciet leren van motorische sequenties zal de primaire uitkomstmaat een verbetering van de vaardigheid zijn, zoals blijkt uit een verschil in reactietijd tussen gesequentiseerde en willekeurig geordende trials.