PMC

Alle Som har lært å spille et musikkinstrument, vet at det å oversette notater på et ark til fingerbevegelser er anstrengende først, men blir gradvis mer automatisk over tid. Denne mye verdsatt funksjon av motor læring ble beskrevet I 1967 Av Paul Fitts Og Michael Posner. I En bok Med Tittelen Human Performance foreslo de kjente psykologene tre stadier av å lære motoriske ferdigheter: en kognitiv fase, en assosiativ fase og en autonom fase.

i første fase er bevegelsene langsomme, inkonsekvente og ineffektive, og store deler av bevegelsen styres bevisst. I andre trinn blir bevegelser mer flytende, pålitelige og effektive, og noen deler av bevegelsen styres automatisk. Og i tredje trinn er bevegelsene nøyaktige, konsekvente og effektive, og bevegelsen styres i stor grad automatisk. Det har imidlertid ikke vært klart nøyaktig hvordan de forskjellige stadiene av motorisk læring kartlegger nevrale systemer i hjernen.

I en studie publisert I DETTE nummeret AV PLOS Biology, Kombinerte Nicolas Schweighofer fra University Of Southern California og Hiroshi Imamizu fra University Of Tokyo beregningsmodellering med atferdsmessige og funksjonelle magnetiske resonansbilder (fMRI) data for å lage et hjernekart over motorminner med forskjellige tidsskalaer (Fig 1). Ifølge forfatterne kaster funnene nytt lys på en klassisk psykologisk teori og kan potensielt brukes til å forbedre strategier for rehabilitering av motoriske ferdigheter etter hjerneskade.

i den nye studien utførte 21 friske frivillige visuell-motor tilpasningsoppgaver mens deres hjerneaktivitet ble målt med fMRI. I begynnelsen av hvert forsøk, et hvitt kors (markør) dukket opp på midten av skjermen, og fag deretter manipulert en joystick for å flytte markøren til en rød eller blå sirkel som dukket opp på toppen av skjermen. Men det var en visuell-motor mismatch: markøren ble rotert med 40 grader i forhold til den faktiske bevegelsesretningen. Over tid lærte fagene å tilpasse seg denne rotasjonen ved å justere joystickbevegelsen i motsatt retning.

adferdsdataene avslørte flere stadier av motorisk læring, med rask tilpasning som forekommer i blokker av ni forsøk og langsom tilpasning som forekommer over blokkene. Forskerne utviklet deretter en modell for å bestemme hvilke nevrale systemer som var involvert i de ulike stadiene av motorisk læring. De fant at rask læring som fant sted innen fem sekunder var forbundet med aktivitet i frontale og parietale hjernegrupper. Derimot var mellomlæring mellom to minutter og omtrent en og en halv time forbundet med aktivitet i den fremre delen av den dårligere parietalloben. Den langsomste læringsstadiet, som utviklet seg over timer, var assosiert med aktivitet i fremre til mediale deler av cerebellum—en hjernegruppe som spiller en viktig rolle i motorstyring.

disse funnene er i samsvar med tidligere forskning som viser at frontalregioner er involvert i tidlige læringsstadier av oppmerksomhet, opphisselse, visuell bevegelsesanalyse, romlig arbeidsminne, minne om håndbevegelser og bevegelsesplanlegging. På samme måte er parietalregioner kjent for å spille en rolle i tidlige læringsstadier av mental og visuell motorrotasjon. Samlet sett tyder funnene på at de første kognitive og assosiative faser av motorisk læring rekrutterer frontale og parietale hjernegrupper, mens det sene stadiet av autonom læring avhenger av den fremre mediale cerebellum. Ved å kombinere flere komplementære teknikker ga forskerne dypere innsikt i en klassisk og innflytelsesrik psykologisk teori foreslått for flere tiår siden.