Uczenie się umiejętności w odstępach i masowe

W psychologii poznawczej praktyka jest najbardziej efektywna, gdy sesje treningowe są rozłożone w czasie (oddzielone), a nie gdy są blisko siebie (masowane). Zjawisko to, uważane za angażujące długoterminowe mechanizmy podobne do wzmocnienia w modelach zwierzęcych i opisane jako efekt odstępu, nie zostało zbadane w domenie motorycznej. Nie wiadomo, czy trening motoryczny w odstępach wywołuje dłuższe efekty uczenia się niż trening motoryczny masowy.

Populacja docelowa i badana:

Celem tego badania jest ocena znaczenia efektu odstępu w uczeniu się umiejętności motorycznych u zdrowych ochotników i pacjentów z przewlekłym udarem mózgu.

Projekt:

Eksperyment 1: Określenie długoterminowego uczenia się u zdrowych ochotników z praktyką rozłożoną i masową:

Pierwsza hipoteza głosi, że praktyka rozłożona w odstępach czasu poprawi długotrwałą naukę zadania motorycznego (zdefiniowaną jako poprawa wydajności mierzona 1 i 3 miesiące po treningu) w większym stopniu niż praktyka masowa w oddzielnych grupach zdrowych ochotników. Zdrowi ochotnicy będą ćwiczyć dobrze scharakteryzowane zadanie siły szczypania zgodnie z rozłożonymi lub masowymi harmonogramami w schemacie czynnikowym (n=26). Jeśli ta hipoteza zostanie potwierdzona, przejdziemy zgodnie z sugestią PIRC do Eksperymentów 2 i 3, aby uzyskać informacje na temat mechanizmów leżących u podstaw lepszej strategii treningowej u zdrowych ochotników (Doświadczenie 2) i określić, czy ta strategia treningowa jest również lepsza od masowa praktyka u pacjentów po udarze mózgu (Exp 3), kwestia o kluczowym znaczeniu w neurorehabilitacji.

Eksperyment 2: Badanie mechanizmów leżących u podstaw lepszych efektów praktyki rozłożonej nad masową u zdrowych ochotników, rTMS:

Poprzednie prace wykazały zaangażowanie pierwotnej kory ruchowej (M1) w konsolidację uczenia się motorycznego oraz znaczenie odgórnej kontroli uwagi przez korę przedczołową. Możliwe, że wzmocniona rekrutacja tych dwóch regionów pośredniczy w osiąganiu wyższych poziomów wydajności dzięki treningom rozłożonym w czasie. Tutaj planujemy zbadać wpływ hamującego 1 Hz TMS zastosowanego do M1 i PFC na poprawę wydajności dzięki treningowi z odstępami. Stawiamy hipotezę, że wyższość praktyki rozłożonej w stosunku do praktyki masowej zostanie zniesiona przez regulację w dół aktywności w M1 i PFC, ale nie przez pozorowaną lub stymulację tylnej kory ciemieniowej (PPC) (n = 104).

Eksperyment 3: Określenie długoterminowego uczenia się u pacjentów po udarze z praktyką rozłożoną i masową:

Stawiamy hipotezę, że uczenie się motoryczne u pacjentów z przewlekłym udarem mózgu poprawi się w większym stopniu w przypadku ćwiczeń z odstępami niż w przypadku ćwiczeń masowych (n = 42).

Oczekuje się, że badanie to nakreśli rolę wpływu odstępu na uczenie się motoryczne człowieka i zidentyfikuje dwa z możliwych substratów kory nerwowej u zdrowych ochotników oraz jego możliwy korzystny wpływ na uczenie się motoryczne po udarze.

Eksperyment 4: Określenie, czy oryginalne ustalenia z efektem odstępu w jawnym uczeniu się silnika zostały uogólnione na niejawne/procedurowe uczenie się silnika:

Zdolność do uogólniania na niejawne uczenie się motoryczne jest ważna, ponieważ uczenie niejawne (znane również jako uczenie proceduralne), definiowane jako uczenie się, które zachodzi bez świadomości i bez intencji, leży u podstaw rozwoju automatyzmu, który charakteryzuje wszystkie dobrze wyuczone umiejętności motoryczne (Reber, 1993; Squire, 2004). Dlatego dla celów rehabilitacji poudarowej ważne jest, aby określić, czy iw jaki sposób efekt odstępu występuje w uczeniu niejawnym (proceduralnym), które leży u podstaw rozwoju automatyzmu, który charakteryzuje wszystkie dobrze wyuczone umiejętności motoryczne. Ponadto, używając wyraźnych zadań sekwencjonowania motorycznego, trudno jest określić, czy efekt odstępu pomaga w ogólnych umiejętnościach motorycznych, czy w umiejętnościach specyficznych dla sekwencji. Innymi słowy, korzyści wydajnościowe wynikające z efektu odstępu mogą wynikać z ulepszeń w transformacji wzrokowo-ruchowej wymaganej do naciskania klawiszy na tablicy niezależnie od obecności lub braku sekwencji lub z ulepszeń sekwencjonowania motorycznego. Oba te problemy można rozwiązać za pomocą zadania szeregowego czasu reakcji (lub SRTT), dobrze zbadanego zadania uczenia się niejawnej sekwencji motorycznej, które jest opisane bardziej szczegółowo w tym protokole (Nissen i Bullemer, 1984).

Stawiamy hipotezę, że efekt odstępu występuje w sposób specyficzny dla sekwencji dla niejawnego uczenia się sekwencji motorycznych. Stawiamy hipotezę, że sieć motoryczna oparta na SMA leży u podstaw wyższości efektu odstępu dla niejawnego uczenia się sekwencji motorycznych. Pokażemy to za pomocą 1 Hz TMS do tworzenia wirtualnych uszkodzeń i ustanowienia związku przyczynowo-skutkowego między SMA (lub M1, ale nie CZ lub pozorowanym) a wyższymi umiejętnościami motorycznymi dzięki treningowi Spaced over Massed (n = 80).

Mierniki rezultatu:

Podstawową miarą wyniku będzie poprawa siły szczypania. Wtórnymi pomiarami wyniku będą pomiary pobudliwości kory ruchowej, w tym amplitudy wywołanych potencjałów motorycznych, hamowanie wewnątrzkorowe i torowanie.

W przypadku proceduralnego/niejawnego uczenia się sekwencji motorycznych podstawową miarą wyniku będzie poprawa umiejętności, co widać na podstawie różnicy w czasie reakcji między sekwencjonowanymi i losowo uporządkowanymi próbami.