Moottorin oppiminen - Motor learning

Motorinen oppiminen viittaa laajasti muutoksiin organismin liikkeissä, jotka heijastavat muutoksia hermoston rakenteessa ja toiminnassa. Motorinen oppiminen tapahtuu eri aikoina ja monimutkaisina: ihmiset oppivat kävelemään tai puhumaan vuosien kuluessa, mutta sopeutuvat edelleen pituuden, painon, voiman jne. Muutoksiin koko elämänsä ajan. Moottorin oppiminen antaa eläimille mahdollisuuden hankkia uusia taitoja ja parantaa liikkeiden sujuvuutta ja tarkkuutta joissakin tapauksissa kalibroimalla yksinkertaisia ​​liikkeitä, kuten refleksejä . Moottori oppiminen tutkimus usein katsoo muuttujia, jotka vaikuttavat moottorin ohjelman muodostuminen (eli taustalla taitava motorisen käyttäytymisen), herkkyys virheen tunnistus prosesseja, ja voima liikkeen skeemojen (ks moottorin ohjelman). Motorinen oppiminen on "suhteellisen pysyvää", koska kyky reagoida asianmukaisesti hankitaan ja säilytetään. Väliaikaisia ​​suorituskyvyn paranemisia harjoituksen aikana tai vasteena johonkin häiriöön kutsutaan usein motoriseksi sopeutumiseksi , ohimeneväksi oppimismuodoksi. Neurotutkimus motorisessa oppimisessa koskee sitä, mitkä aivojen ja selkäytimen osat edustavat liikkeitä ja motorisia ohjelmia ja miten hermosto käsittelee palautetta muuttaakseen yhteyksiä ja synaptisia vahvuuksia. Käyttäytymistasolla tutkimus keskittyy moottorin oppimista ohjaavien pääkomponenttien suunnitteluun ja vaikutukseen eli käytännön rakenteeseen ja palautteeseen. Harjoitusten ajoitus ja organisointi voivat vaikuttaa tietojen säilyttämiseen, esimerkiksi siihen, miten tehtävät voidaan jakaa osiin ja harjoitella (katso myös vaihteleva käytäntö ), ja tarkka palautteen muoto voi vaikuttaa valmistautumiseen, ennakointiin ja liikkeen ohjaamiseen.

Käyttäytymistapa

Käytännön rakenne ja asiayhteyteen puuttuminen

Kontekstuaalinen häiriö määritettiin alun perin "toiminnalliseksi häiriöksi oppimisessa, joka vastaa muistin parantamisesta". Kontekstuaalinen häiriövaikutus on "vaikutus oppimiseen toiminnallisten häiriöiden asteesta, joka havaitaan käytännön tilanteessa, kun useita tehtäviä on opittava ja niitä harjoitellaan yhdessä". Harjoittelun vaihtelevuus (tai vaihteleva käytäntö ) on tärkeä osa asiayhteyteen kohdistuvaa häirintää, koska se asettaa tehtävien vaihtelut oppimiseen. Vaikka vaihteleva käytäntö voi johtaa huonoon suorituskykyyn koko hankintavaiheen aikana, se on tärkeä kaavojen kehittämisen kannalta, sillä se on vastuussa moottorin oppimisen kokoamisesta ja parantamisesta.

Huolimatta suorituskyvyn paranemisesta useissa tutkimuksissa, yksi kontekstuaalisen häiriövaikutuksen rajoitus on epävarmuus suorituskyvyn parannusten syystä, koska niin monia muuttujia manipuloidaan jatkuvasti. Kirjallisuuskatsauksessa kirjoittajat havaitsevat, että oli vain vähän malleja, jotka selittivät parannuksia kokeissa, joissa käytetään kontekstuaalista häiriöparadigmaa. Vaikka kirjallisuudessa ei ollut malleja, yhteisiä alueita ja rajoituksia, jotka perustelivat häiriövaikutuksia, havaittiin:

  1. Vaikka opitut taidot vaativat koko kehon liikkeitä, useimmilla tehtävillä oli yhteinen piirre; ne kaikki sisälsivät komponentteja, jotka voidaan eristää.
  2. Useimmat häiriövaikutusta tukevat tutkimukset käyttivät hitaita liikkeitä, jotka mahdollistivat liikkeen säätämisen liikkeen suorittamisen aikana.
  3. Joidenkin kirjoittajien mukaan kahdenvälinen siirto voidaan saada aikaan vaihtoehtoisten harjoitusolosuhteiden kautta, koska tietolähde voi kehittyä kehon molemmilta puolilta. Huolimatta näissä tutkimuksissa havaituista parannuksista, häiriövaikutuksia ei luulisi niiden parannuksiin, ja se olisi ollut tehtäväominaisuuksien ja harjoitusaikataulun sattumaa.
  4. "Monimutkaisten taitojen" terminologiaa ei ole määritelty hyvin. Menettelykäsittelyjä, jotka vaihtelevat kokeiden välillä (esim. Tehtävien samankaltaisuuden muuttaminen), on mainittu taitojen monimutkaisuuden edistäjänä.

Harjoituksen aikana annettu palaute

Palautetta pidetään taitojen hankkimisen kriittisenä muuttujana, ja se määritellään laajasti kaikenlaiseksi aistitietoksi, joka liittyy reaktioon tai liikkeeseen. Luontainen palaute syntyy vasteena-se tapahtuu normaalisti liikkeen aikana ja lähteet voivat olla kehon sisäisiä tai ulkoisia. Tyypillisiä sisäisen palautteen lähteitä ovat visio , proprioceptio ja koe . Ulkoinen palaute on ulkoisen lähteen tarjoamaa lisätietoa sisäisen palautteen lisäksi. Ulkoinen palaute luokitellaan joskus suorituskyvyn tuntemukseksi tai tulosten tuntemukseksi.

Useat tutkimukset ovat manipuloineet palautetiedon esittämisominaisuuksia (esim. Taajuus, viive, interpoloidut toiminnot ja tarkkuus) optimaalisten oppimisolosuhteiden määrittämiseksi. Katso kuva 4, kuva 6 ja yhteenvetotaulukko 1 yksityiskohtaista selitystä palautteen manipuloinnista ja tulosten tuntemuksesta (katso alla).

Suorituskyvyn tuntemus

Suoritustieto (KP ) tai kinemaattinen palaute viittaa esiintyjälle annettuihin tietoihin, jotka osoittavat hänen liikkeensa laadun tai kuvion. Se voi sisältää tietoja, kuten siirtymä, nopeus tai nivelen liike. KP pyrkii olemaan erillinen sisäisestä palautteesta ja hyödyllisempi todellisissa tehtävissä. Se on strategia, jota usein käyttävät valmentajat tai kuntoutusalan ammattilaiset.

Tulosten tuntemus

Tulosten tuntemus (KR) määritellään ulkoiseksi tai lisätyksi tiedoksi, joka annetaan esiintyjälle vastauksen jälkeen ja joka osoittaa hänen toimiensa onnistumisen ympäristötavoitteen suhteen. KR voi olla tarpeetonta sisäisen palautteen kanssa, varsinkin todellisissa tilanteissa. Kokeellisissa tutkimuksissa se viittaa kuitenkin niiden palautelähteiden lisäksi toimitettuihin tietoihin, jotka saadaan luonnollisesti vastauksen yhteydessä (eli vastauksen tuottama palaute; tyypillisesti KR on myös suullinen tai verbaalinen.) oppimista on tutkittu hyvin, ja joitakin vaikutuksia kuvataan alla.

Kokeellinen suunnittelu ja tulosten tuntemus

Usein kokeilijat eivät pysty erottamaan suhteellisen pysyvää muutoskykyä reagointikyvyn muutoksessa (eli oppimisen osoittamiseksi) ohimenevistä vaikutuksista (eli osoittavat suorituskykyä). Tämän huomioon ottamiseksi on luotu siirtomalleja, joissa on kaksi erillistä vaihetta. Visualisoidaksesi siirtosuunnitelman, kuvittele 4x4 -ruudukko. Sarakkeiden otsikot voivat olla nimeltään "Koe #1" ja "Koe #2", ja niissä ilmoitetaan ehdot, joita haluat verrata. Rivien otsikot ovat nimeltään "Hankinta" ja "Siirto", jolloin:

  1. Keräilylohko (2 saraketta) sisältää testiolosuhteet, joissa jotakin muuttujaa manipuloidaan (eli käytetään eri KR -tasoja) ja eri ryhmät saavat erilaisia ​​hoitoja. Tämä lohko edustaa KR: n ohimeneviä vaikutuksia (eli suorituskykyä)
  2. Siirtolohko (2 saraketta) sisältää testiolosuhteet, joissa kyseinen muuttuja pidetään vakiona (eli yhteinen KR-taso on käytössä; normaalisti ei-KR-ehto). Kun tämä lohko esitetään ilman KR-ehtoa, se edustaa KR: n (eli oppimisen) pysyviä vaikutuksia. Päinvastoin, jos tämä lohko annetaan aiheille muodossa, jossa KR on saatavilla, KR: n ohimenevät ja pysyvät vaikutukset ovat mutkikkaita ja väitetään, ettei niitä voida tulkita oppimisvaikutusten kannalta.

Lepoajan jälkeen reagointikyvyn muutoksen (eli vaikutusten) väitetään johtuvan oppimisesta, ja ryhmä, jolla on tehokkain suoritus, on oppinut eniten.

Tulosten tuntemuksen ja vaikutusten mahdollisen sekoittamisen toiminnallinen rooli

KR: llä näyttää olevan monia erilaisia ​​rooleja, joista jotkut voidaan katsoa tilapäisiksi tai ohimeneviksi (eli suorituskykyvaikutuksiksi). Kolme näistä rooleista sisältää: 1) motivaatio, 2) assosiatiivinen toiminta ja 3) ohjaus. Motivaatiovaikutus voi lisätä suorittajan työtä ja kiinnostusta tehtävään sekä ylläpitää tätä etua, kun KR poistetaan. Vaikka se on tärkeää herättää kiinnostusta tehtävään suorituskykyä ja oppimista varten, ei kuitenkaan tiedetä, kuinka paljon se vaikuttaa oppimiseen. KR: n assosiatiivinen toiminto on todennäköisesti mukana ärsykkeen ja vasteen välisten assosiaatioiden muodostamisessa (eli vaikutuslaki ). Tämä lisävaikutus ei kuitenkaan pysty ottamaan huomioon havaintoja siirtotehtävissä, jotka manipuloivat KR: n suhteellista taajuutta; Erityisesti suhteellisen taajuuden pienentäminen parantaa oppimista. Vaihtoehtoinen keskustelu siitä, miten KR voi kalibroida moottorijärjestelmän ulkomaailmaan (katso moottoriohjelman skeemateoria ). KR: n ohjaava rooli on luultavasti kaikkein vaikuttavin oppimiseen, koska sekä sisäiset että ulkoiset palaute lähteet ohjaavat roolia motorisen tehtävän suorittamisessa. Koska suorittaja saa tiedon tehtävien suorittamiseen liittyvistä virheistä, eroa voidaan käyttää jatkuvan suorituskyvyn parantamiseen seuraavissa kokeissa. Kuitenkin ohjausta hypoteesi postulaatit että tarjonta liikaa ulkoinen, täydennetty palaute (esim KR) harjoituksen aikana voi aiheuttaa oppija kehittää haitallinen riippuvuus tästä lähde palautteen. Tämä voi johtaa erinomaiseen suorituskykyyn harjoituksen aikana, mutta heikkoon suoritukseen siirron aikana - merkki huonosta motorisesta oppimisesta. Lisäksi se merkitsee sitä, että kun esiintyjä paranee, KR: n olosuhteita on mukautettava suorittajan taitojen ja tehtävän vaikeuden mukaan oppimisen maksimoimiseksi (ks. Haastepiste ).

Oppimishypoteesin spesifisyys

Oppimishypoteesin spesifisyys viittaa siihen, että oppiminen on tehokkainta silloin, kun harjoitukset sisältävät ympäristö- ja liikeolosuhteita, jotka muistuttavat läheisesti tehtävän suorittamisen aikana vaadittuja olosuhteita - toistavat tavoitellun taitotason ja suoritustekstin. s. 194 Se viittaa siihen, että spesifisyydestä on hyötyä käytännössä, koska moottoriopetus yhdistetään fyysiseen harjoitteluun opitun urheilun tai taidon aikana. s. 90 Päinvastoin kuin aiemmin uskottiin, taitojen oppiminen tapahtuu vaihtamalla moottorin oppimista ja fyysistä suorituskykyä, jolloin palautteen lähteet toimivat yhdessä. Oppimisprosessi, erityisesti vaikeassa tehtävässä, johtaa tehtävän esityksen luomiseen, jossa kaikki tehtävän suorittamiseen liittyvät olennaiset tiedot on integroitu. Tämä esitys yhdistyy tiiviisti tehtävän suorittamisesta saadun kokemuksen lisääntymiseen. Tämän seurauksena merkittävän tietolähteen poistaminen tai lisääminen harjoittelujakson jälkeen, jossa se oli tai ei, ei heikennä suorituskykyä. Moottorin oppimisen ja fyysisen harjoittelun vuorottelu voi lopulta johtaa hyvään, ellei parempaan suorituskykyyn pelkän fyysisen harjoittelun sijaan.

Fysiologinen lähestymistapa

Pikkuaivot ja basaaliganglioiden ovat kriittisiä motorista oppimista. Seurauksena yleismaailmallinen tarve oikein kalibroitu liikettä, ei ole yllättävää, että pikkuaivojen ja basaaliganglioihin laajalti konserviotunut selkärankaiset välillä kalaa ja ihmisiin .

Moottorin oppimisen kautta ihminen pystyy saavuttamaan erittäin taitavan käyttäytymisen, ja toistuvan harjoittelun avulla voidaan odottaa jonkin verran automaattisuutta. Ja vaikka tämä voi olla hienostunut prosessi, paljon on opittu yksinkertaisten käyttäytymistutkimusten perusteella. Näitä käyttäytymistapoja ovat silmäluomien hoito , motorinen oppiminen vestibulo-okulaarisessa refleksissä ja linnunlaulu . Tutkimus Aplysia californicasta , meri -etanoista , on tuottanut yksityiskohtaista tietoa yksinkertaisen oppimisen solumekanismeista.

Eräänlainen motorinen oppiminen tapahtuu aivot -tietokone -rajapinnan käytön aikana . Esimerkiksi Mikhail Lebedev , Miguel Nicolelis ja heidän kollegansa osoittivat äskettäin aivokuoren plastisuutta, joka johti siihen, että aivokone-rajapinnan kautta ohjattu ulkoinen toimilaite sisällytettiin kohteen hermoesitykseen.

Solutasolla, motorista oppimista ilmenee että neuronien on moottorin aivokuori . Käyttämällä yksisolutallennustekniikoita tohtori Emilio Bizzi ja hänen yhteistyökumppaninsa ovat osoittaneet, että tiettyjen " muistisolujen " muodossa tunnettujen solujen käyttäytyminen voi muuttua pysyvästi käytännössä.

Motorinen oppiminen tapahtuu myös tuki- ja liikuntaelimistön tasolla. Jokainen kehon motorinen neuroni inervoi yhden tai useamman lihassolun, ja nämä solut muodostavat yhdessä moottoriyksikön. Jotta henkilö voisi suorittaa yksinkertaisimmatkin moottoritehtävät, tuhansien näiden moottoriyksiköiden toiminta on koordinoitava. Näyttää siltä, ​​että keho hoitaa tämän haasteen järjestämällä moottoriyksiköt yksiköiden moduuleiksi, joiden toiminta korreloi.

Häiriöinen motorinen oppiminen

Kehityskoordinaatiohäiriö

Arvonalentumiset liittyy kehityshäiriöitä koordinoinnin häiriö (DCD) ottamaan vaikeuksia oppia uusia motoristen taitojen sekä rajoitetun asennon ohjaus ja alijäämien sensomotorista koordinointiin. Vaikuttaa siltä, ​​että lapset, joilla on DCD, eivät pysty parantamaan monimutkaisten motoristen tehtävien suorittamista pelkällä harjoittelulla. On kuitenkin näyttöä siitä, että tehtäväkohtainen koulutus voi parantaa yksinkertaisempien tehtävien suorittamista. Huono taitojen oppiminen voi liittyä aivotoimintaan, erityisesti aivotoiminnan vähenemiseen alueilla, jotka liittyvät ammattitaitoiseen motoriseen harjoitteluun.

Apraksia

Motorista oppimista on sovellettu aivohalvauksen toipumiseen ja neurorehabilitaatioon, koska kuntoutus on yleensä prosessi menetettyjen taitojen oppimiseen uudelleen harjoittelun ja/tai koulutuksen avulla. Vaikka kuntoutuslääkärit käyttävät käytäntöä tärkeänä osana toimenpiteessä, moottorin ohjauksen ja moottorin oppimisen tutkimuksen ja kuntoutuskäytännön välillä on kuilu. Yleisiä motorisen oppimisen paradigmoja ovat robotti käsivarren paradigmat, joissa yksilöitä kannustetaan vastustamaan kädessä pidettävää laitetta tiettyjen käsivarsiliikkeiden aikana. Toinen tärkeä käsite moottorin oppimisessa on interventiossa toteutettu määrä harjoittelua. Tutkimukset, jotka koskevat saadun koulutuksen määrän ja muistin säilyttämisen välistä suhdetta tietyn ajan kuluttua, ovat olleet suosittuja tutkimuksessa. On osoitettu, että liiallinen oppiminen johtaa merkittäviin parannuksiin pitkäaikaisessa säilyttämisessä ja ei juurikaan vaikuta suorituskykyyn. Moottorin oppimisen käytännön paradigmat ovat vertailleet eri harjoitusaikataulujen eroja, ja se on ehdottanut, että samojen liikkeiden toistaminen ei riitä taitojen uudelleen oppimiseen, koska on epäselvää, saadaanko aivojen todellinen toipuminen pelkästään toistamalla. On ehdotettu, että kompensointimenetelmät kehittyisivät puhtaalla toistolla ja saisivat aikaan aivokuoren muutoksia (todellinen toipuminen), yksilöiden tulisi altistua haastavammille tehtäville. Aivohalvauspopulaatiossa on käytetty moottorin oppimista ja kuntoutuskäytäntöä toteuttavaa tutkimusta, joka sisältää käsivarsikoulutuksen, pakotteen aiheuttaman liikehoidon , elektromografin aiheuttaman hermo-lihassstimulaation, interaktiivisen robottihoidon ja virtuaalitodellisuuteen perustuvan kuntoutuksen . Äskettäinen tutkimus iskeeminen hoito suoritettiin verenpainemansetin täytön ja deflaation avulla käsivarteen oppimisen helpottamiseksi. Se osoitti ensimmäistä kertaa ihmisillä ja eläimillä, että iskeeminen ilmastointi voi parantaa motorista oppimista ja että parannus säilyy ajan mittaan. Iskeemisen hoidon mahdolliset hyödyt ulottuvat paljon aivohalvauksen ulkopuolelle muihin hermo-, geriatrisiin ja lasten kuntoutuspopulaatioihin. Nämä havainnot esiteltiin Global Medical Discovery -uutisissa.

Katso myös

Viitteet

Lue lisää

Ulkoiset linkit