Двострука дисоцијација између штедње и дуготрајног памћења у моторичком учењу, 6. део

Протокол експеримента

Користећи своју доминантну руку, субјекти су правили покрете руке од тачке до тачке достижући покрете између почетне позиције и циљева удаљених 9 цм. На крају сваког покрета, били су награђени звуком звона ако су успели да стигну и зауставе циљ у року од 250 мс.

Истезање руку је једноставан, али ефикасан начин да побољшате флексибилност, координацију и снагу вашег тела, а истраживања показују да може имати позитиван утицај на наше памћење.

Пре свега, истезање руку може побољшати циркулацију крви у мозгу, чиме се повећава снабдевање мозга кисеоником, што је неопходно за нормално функционисање мозга. Када изводимо вежбе истезања руку, повећава се циркулација крви у телу, па више крви дотиче до мозга. Ова свежа залиха кисеоника и хранљивих материја стимулише раст и везе неурона, што побољшава памћење и учење.

Друго, вежбе истезања руку нам такође могу помоћи да се ослободимо стреса и анксиозности. То је зато што појава ових емоција често утиче на нашу спознају и памћење. Радећи истезање руку, можемо опустити тело и ослободити се стреса и анксиозности из тела. Ово нам омогућава да држимо ум јасним и да се боље фокусирамо, чиме побољшавамо наше памћење и способности учења.

Коначно, истезање руку такође стимулише наш нервни систем и јача везе између нервних ћелија. Ове везе се стално јачају и консолидују, чиме се побољшавају наше памћење и способности размишљања. И пошто је истезање руку веома лако и може га свако да уради у било ком тренутку без потребе за посебним местима или опремом, такође је веома лако наставити да се бавите истезањем руку сваки дан.

Укратко, вежбе истезања руку могу побољшати наше памћење и способности учења током вежбања, што је веома важно за све. Стога би требало да развијемо добру навику да свакодневно протежемо руке како бисмо свом телу и мозгу пружили свеобухватну вежбу и здравствену негу. Види се да морамо побољшати памћење, а цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење, јер и цистанцхе десертицола може да регулише равнотежу неуротрансмитера, као што је повећање нивоа ацетилхолина и фактора раста. Ове супстанце су веома важне за памћење и учење. Поред тога, месо такође може побољшати проток крви и подстаћи испоруку кисеоника, што може осигурати да мозак добије довољно хранљивих материја и енергије, чиме се побољшава виталност и издржљивост мозга.

Кликните на сазнајте начине да побољшате своје памћење

Тренинг је био изолован у односу на покрете према споља, пошто визуелна повратна информација није била доступна током повратних покрета након првих 110 покушаја основног блока. Субјекти су правили паузе за одмор отприлике сваких 200 испитивања (око 7 до 10 минута, видети слику 1).

Експерименти 1 и 2 састојали су се од домета ка циљу од 90˚ (у средњој линији, директно од тела). Након 220-пробног основног блока без визуелне ротације, субјекти у експерименту 1 (Н=20) су ушли у главни део сесије који је садржао три 80-периода пробног тренинга.

Током тренинга, наметнут је ВМР од 30˚ око почетне позиције. Знак овог ВМР-а је био исти за све периоде тренинга за сваки субјект, при чему се половина испитаника напрезала са ВМР-ом у смеру казаљке на сату, а друга половина са ВМР-ом у смеру супротном од казаљке на сату.

Први и други период обуке су били раздвојени 40-периодом пробног испирања, док су овај други и трећи период обуке били раздвојени 800-периодом пробног испирања. Распоред обуке у експерименту 2 (Н=20) је био исти осим што је први био 800-период пробног испирања (између првог и другог периода обуке, видети слику 1).

Експеримент С1 (Н=12) се састојао од дужег, 800-пробног основног блока без визуелне ротације, праћеног једним 80-пробним ВМР периодом обуке попут оних коришћених у експериментима 1 и 2.

Експеримент 3 (Н=41) је био сличан експерименту 2 по томе што је садржао два 80-пробна периода обуке раздвојена 800-периодом пробног прања (али не и трећи период обуке). Дизајниран је да испита да ли су временски променљиве уштеде попут оних уочених у експериментима 1 и 2 последица имплицитног или експлицитног процеса.

Да бисмо сецирали уштеде на имплицитне и експлицитне компоненте, користили смо специјалне инструкције које су подстакле учеснике да одустану од било какве експлицитне стратегије усмеравањем руке директно на мету. Овај метод, који се такође назива искључивање (пошто учесници треба да искључе стратегије из свог домета) [94], је, у различитим облицима, широко коришћен за сецирање имплицитне и експлицитне визуомоторне адаптације [44,73–78].

Конкретно, дата су упутства за померање или у центар мете или на њен ближи/даљи крај (и једно и друго не би променило угао досезања) и представљена су непосредно пре и после првог (пробно 10) 60- време кашњење у обе епизоде ​​ВМР обуке (почетно учење и поновно учење).

Ово нам је омогућило да директно проценимо свеукупну имплицитну адаптацију (количина адаптације на првом огледу са инструкцијама) и имплицитно-упорну адаптацију (количина адаптације у овом другом огледу инструкције, која је уследила након 60- кашњења), и, поређењем ова 2, ово омогућава да се процени имплицитно-нестабилна адаптација.

Обе инструктивне студије нису имале визуелну повратну информацију да би се избегло учење по суђењу које би довело до опоравка адаптације након испитивања.

Штавише, упоређивањем адаптације у другом огледу са инструкцијама са испитивањем без инструкције које следи, проценили смо експлицитно-упорну адаптацију и, процењујући укупну адаптацију као просечно испитивање адаптације2 пре и после свих ових покушаја одлагања/упутства, добили смо процене опште експлицитне , променљива и упорна адаптација (слика 4Б).

Да би се минимизирала кашњења у времену реакције, што би повећало временски интервал између покушаја и довело до даљег смањења временски променљиве адаптације, учесницима је представљен звук „предстојеће инструкције“ током испитивања које је претходило инструкцији.

Да бисмо учеснике упознали са огледима инструкција (и претходним звуком „предстојећих инструкција“) пре ВМР обуке, представили смо серију сличних инструкција током упознавања.

Упознавање је садржало 4 различита могућа упутства: померите руку на ближи, даљи, леви или десни крај (кружне) мете. Постојале су јасне предрасуде према датим крајњим тачкама које показују поштовање упутстава.

Циљ експеримента 4 (Н=25) био је да се испита формирање дугорочних сећања на ВМР адаптацију. Експеримент је почео са основним периодом без ВМР-а који се састојао од 456 испитивања, равномерно распоређених у 19 циљних праваца.

Након ове основне линије, субјекти су обучени на 30˚ ВМР за 120 дохвата до мете постављене на 90˚ (у средњој линији, директно од тела, иста мета коришћена у експериментима 1 до 3). Смер визуелне ротације од 30˚ био је приближно избалансиран, са 13 субјеката тренираних са ВМР у смеру супротном од казаљке на сату и 12 испитаника са ВМР у смеру казаљке на сату.

Ово је праћено блоком тестирања са 3 домета ка сваком од 19 циљева, укључујући 1 циљни правац који се користи у експериментима 1 до 3 (осталих 18 праваца је узорковано да би се проценила генерализација ВМР учења као део посебне студије; овде се фокусирамо о учењу и задржавању дуж обученог смера).

Током овог блока, визуелна повратна информација је била ускраћена како би се поновљена мерења могла извршити а да ова мерења не буду контаминирана додатном обуком која би могла бити изазвана визуелном повратном спрегом. Користили смо покрете ка правцу тренинга да бисмо измерили временски упорну адаптацију.

Након овог блока тестирања, субјекти су поново обучени на 30˚ ВМР за додатних 60 испитивања и након тога су поново тестирани без визуелне повратне информације да би се измерила временски упорна адаптација као што је горе описано. Учесници су се вратили следећег дана да би били тестирани на24-сатно задржавање без визуелних повратних информација.

Одређивање величине узорка

Док се величине узорака за експерименталне групе у аналогним студијама обично крећу између 8 и 12, овде смо користили нешто веће величине узорака (Н=20, 20, 41 и 25 за експерименте 1, 2, 3 и 4, респективно; Експеримент С1 је имао 12 учесника, одражавајући величине узорка у аналогним студијама).

За експерименте 1 и 2 испитали смо већи број учесника како бисмо ригорозно проценили не само да ли су уштеде присутне или не за временски упорну и временски променљиву адаптацију, већ и временски ток уштеде за ове 2 компоненте адаптације у више тачака током обуку, као и да ли постоје неке суптилне разлике у уштеди или степену испирања након 40-пробног у односу на 800-пробне периоде испирања. Веће величине узорка у Експериментима 1 и 2 су такође омогућиле прецизнија поређења између временског тока испирања за временски упорну и временски променљиву адаптацију, пошто процене временске константе за ове криве испирања могу бити посебно осетљиве на шум у подацима.

У Експерименту 3, удвостручили смо величину узорка у односу на Експеримент 2, с обзиром да је Експеримент 3 укључивао сецирање адаптације на 4 (експлицитно-упорне, експлицитно променљиве, имплицитно-упорне и имплицитно-несталне), а не на 2 компоненте.

У експерименту 4, испитали смо Н=25 учесника јер смо желели да будемо у могућности да погледамо не само групни просек задржавања 24-х, већ и да испитамо како се разликују међуиндивидуалне разлике у {{5} }х задржавање 2. дана у вези са интер-индивидуалним разликама у временски упорној и временски променљивој адаптацији првог дана (Слике 4Б и 4Ц).

Анализа података

Статистичка поређења. Извршили смо једностране упарене т-тестове међу субјектима да бисмо проценили присуство (позитивних) уштеда у адаптацији и њеним подкомпонентама.

За Експеримент С1, који је дизајниран да истражује потенцијалне механизме за спречавање уштеде у временско трајној адаптацији, на сличан начин смо користили једностране неупарене т-тестове да бисмо упоредили иницијалне податке о учењу Експеримента С1 са подацима експеримента 1/2 800-пробног испирања поновног учења .

За сва друга статистичка поређења примењени су двострани упарени т-тестови међу субјектима, осим поређења која укључују процену временских константи испирања на Слици 2А и процену интервала поверења повезаних са % доприноса временски трајних или временски променљивих уштеда укупној уштеди: У овим случајевима, користили смо процедуру покретања (погледајте доле) уместо поређења уклапања са подацима о појединачним субјектима, јер велики шум у овим појединачним подацима доводи до ниског поверења у одговарајуће појединачне параметре.

Критеријуми за укључивање података. Извршили смо одбацивање ван граница на криву учења сваког експеримента. Конкретно, за свако испитивање искључили смо нивое адаптације који су били удаљени више од 3ИКР од медијане субјекта. Ово је резултирало укључивањем 99,4% испитивања. Штавише, 1 учесник у експерименту 3 је искључен из анализе због немогућности да прати упутства експериментатора.

Процена адаптације визуомоторне ротације. Да бисмо проценили количину адаптације на обучени ВМР, измерили смо смер кретања руке на сваком огледу. У покретима са визуелном повратном спрегом, ово је дефинисано као смер вектора између почетка кретања положаја руке (на основу прага брзине од 6,4 цм/с) и положаја руке 150 мс касније.

Користили смо 150 мс за мерење адаптације унапред, пошто би корекције повратних информација у овом тренутку требало да буду минималне. У покретима без визуелне повратне информације који се користе за процену временски упорне адаптације и 24-сатног задржавања у експерименту 4, ово је дефинисано као смер вектора између положаја руке на почетку покрета и крајње тачке покрета. Да бисмо испитали промене у перформансама које су повезане са учењем, одузели смо малу пристрасност присутну у основној линији (0.13 ± 0,11˚) од свих података о смеру кретања.

Мерење временски упорне и временски променљиве адаптације. У експериментима 1, 2, 3 и С1, измерили смо временско упорну адаптацију коришћењем 1-минутних кашњења испрекиданих са тренингом. Пошто временски променљива компонента моторне адаптације опада са временском константом од 15 до 25 с [56–58], 1-мин кашњења која овде намећемо износе 2,5 до 4τ, и тако доводе до приближно 95% опадања временског -променљива адаптација, ефективно изолујући временски постојану компоненту адаптације.

Насупрот томе, пропадање од покушаја до покушаја у временски променљивој адаптацији за испитивања без одлагања била би много нижа, пошто су експерименти били брзи са средњим временским интервалом између покушаја од 2,5 до 2,7 с, што износи {{1{ {12}}}}.1 до 0,2τ, што доводи до само 10% до 15% распада.

Стога је адаптација на суђењу непосредно након таквог кашњења била оперативно дефинисана као временски упорна адаптација (слика 1Д). Одговарајућа укупна адаптација је оперативно дефинисана као просечна 2 покушаја адаптације пре и 2 покушаја после покушаја након одлагања (осим експеримента 3 који је имао додатне огледе за даље раздвајање адаптације на имплицитне и експлицитне компоненте; погледајте одељак Протокол експеримента изнад). Временски променљива адаптација је узета као разлика између укупне и временски упорне адаптације (слика 1Д).

До ових временски ограничених 1-мин. кашњења долази на сваких 30 покушаја током ВМР блокова тренинга (на покушајима 10, 40 и 70 након почетка сваке 80-епизоде ​​пробног тренинга) иу 40-пробним интервалима током дугог периода испирања, као што је приказано на сликама 1Б и 1Ц. Током ових кашњења, субјекти су држали ручку и даље у почетној позицији. Поред ових временски ограничених 1-минутних кашњења, експерименти су садржали паузе за одмор који су омогућавали субјектима да оставе ручицу по страни и нису били строго временски. Ови прекиди су се десили само током периода основне линије или периода испирања као што је приказано на слици 1Ц. Користили смо количину адаптације након ових пауза као меру временски упорне адаптације, али само када су ове паузе износиле интервале између покушаја дужи од 40 с (65,8% ових пауза за експерименте 1 до 3).

In Experiment 4, temporally persistent adaptation was assessed during the no-feedback testing blocks that followed rest breaks (average break duration: 125 ± 8 s, minimum 58 s). Given a time constant for the decay of the temporally-volatile component of 15 to 25 s [56– 58], this break would allow >99% пропада у временски променљивој адаптацији и тако изолује временски упорну адаптацију.

Временско упорна адаптација је мерена као просек од 6 дохвата (3 домета у сваком од 2 блока тестирања без повратне информације) који су били ка циљу обуке. Дизајнирали смо Експеримент 4 са 2 тестна блока јер смо мислили да би усредњавање података из оба блока могло да смањи ефекте буке мерења, јер смо очекивали да ће оба временски упорна мерења предвидети 24-сатно задржавање, али да би просек могао да учини чистијим предвиђање. Променљиву адаптацију проценили смо као разлику између упорне адаптације и укупне адаптације.

Ово последње је оцењено као просечна адаптација током последњих 20 испитивања блокова за обуку и преквалификацију. Коначно, израчунали смо 24-сат задржавања на основу података без повратних информација из блока за тестирање другог дана (просек од 6 досега до претходно обученог циља, подељено на 2 узастопна блока, слика 5А).

Процена временских константи испирања. Испирање укупне адаптације одвијало се у 2 временске скале: веома брза почетна фаза испирања током прва 2 до 3 испитивања испирања, током којих су нивои адаптације отишли ​​са око 27˚ на око 11˚, а затим спорија фаза испирања која је илустрована на слици 1Ц. Да бисмо упоредили временске константе за испирање и за временско упорну и за целокупну адаптацију (слика 2А), фокусирали смо нашу укупну анализу испирања на период који почиње у 3. огледу испирања да бисмо се фокусирали на спорију фазу испирања за поређење укупног и временски постојаног испирања, јер током веома брзе почетне фазе нису била доступна никаква временски упорна мерења.

Да бисмо проценили вредности и интервале поверења повезане са временским константама за испирање, τ, користили смо процедуру покретања [95]. Конкретно, за сваку од 10,000 покретања, насумично смо узорковали, са заменом, Н=20 субјеката из сваке групе и уклопили њихове просечне податке са једно-експоненцијалним уклапањем (једначина 1):

Када смо анализирали свеукупне криве испирања, одбацили смо не само покушаје након сваке 1-мање паузе за одмор који су уклонили временски променљиву компоненту адаптације да бисмо измерили временски упорно учење, већ и 3 покушаја одмах након тога, током којих временски променљива адаптација можда неће бити у потпуности поново уравнотежен

Нормализација података о адаптацији. Да бисмо систематски квантификовали уштеде и посебно узели у обзир систематски различите основне линије између поновног учења после дугог испирања у односу на после кратког испирања, као и различите основне линије између временски упорне, временски променљиве и укупне адаптације, одузели смо основну адаптацију, основну линију и нормализовану свака крива учења к растојањем између основне линије и идеалног нивоа адаптације од 30 степени (једначина 2). Основни ниво за укупну адаптацију је дефинисан као просек последњих 5 покушаја пре почетка тренинга, док је основни ниво за упорну адаптацију дефинисан као просек последња 3 упорна испитивања адаптације пре почетка тренинга (у случају полазних линија за почетну обуку и обуку након 800-пробног испирања) или као последњег појединачног испитивања упорне адаптације, пробе, 10 покушаја пре почетка обуке (у случају основних линија за обуку након 40-пробног испирања од {{10 }}пробно испирање је садржало само једну пробу мерења упорне адаптације).

ÞТоком студије, фокусирали смо се на уштеду око 1-пробних покушаја са минималним кашњењем (посебно оглед 10 након почетка тренинга који је обухватио рану адаптацију, али и испитивања 40 и 70), јер су то била испитивања за која су се могла проценити сва 3 типа адаптације . Међутим, за анализу појединачних односа између уштеде и упорне/нестабилне адаптације (слике 6Ц и 6Д), јер је мерење временски променљиве адаптације засновано на истим мерењима као и укупна адаптација (променљиво=укупно [прилагођавање 2 испитивања пре и после 1-пробног периода са минималним кашњењем] – упорно [прилагођавање на 1-пробу са мин. кашњењем]), уместо тога смо израчунали укупне уштеде на основу покушаја 2 до 6 (у односу на почетак ротације) да бисмо обезбедили да било који уочени односи нису настали због мерења подељених између зависних (уштеда) и независних (временски променљива адаптација) варијабли. Овај опсег је одабран пошто је био релативно далеко од мерења коришћених за израчунавање временски променљиве адаптације, али је такође боље обухватио брзи пораст укупне адаптације дајући више снаге за процену међуиндивидуалних разлика у уштедама.

.Поређења међуиндивидуалних разлика. Да бисмо испитали доприносе временски упорне или временски променљиве адаптације на штедњу и дуготрајну меморију (Слика 6А–6Д), користили смо линеарну регресију са нагибима ограниченим на позитивне вредности да бисмо моделирали позитивне доприносе ових компоненти прилагођавања и уштеде или дуготрајне -задржавање рока. Конкретно, за проучавање дугорочне меморије, упоредили смо временски упорну и временски променљиву адаптацију првог дана у експерименту 4 са 24-сатним задржавањем другог дана, док смо, за проучавање уштеда, упоредили временски упорну и временски променљиву адаптацију из испитивања 10 у блоковима за преквалификацију у експерименту 1 и 2 у односу на укупне уштеде израчунате као у претходном параграфу.

Подршка информације

нС1 Слика. Анти-уштеде у временски упорној адаптацији не могу се објаснити продуженим достизањем у основним условима. Овде смо истражили да ли је анти-уштеда пронађена у Експериментима 1/2 (најизраженија након 800-пробног испирања) можда последица продуженог 800-периода пробног испирања који је ојачао основно, неприлагођено стање до тачке која се опире формирању временски упорног сећања на адаптацију током поновног учења. Претходна литература сугерише да ова врста ефекта понављања – облик учења зависног од употребе[69,70] – тежи да се изједначи након само 50–150 покушаја [71]; према томе, требало би подједнако да утиче на почетно учење (које прати 220 основних испитивања) и поновно учење након 800 покушаја испирања, што сугерише да нема нето ефекта у анти-уштеди коју примећујемо.

Међутим, овај ефекат учења који зависи од употребе није проучаван у специфичном контексту нашег задатка. Тако смо у експерименту С1 испитали 12 нових учесника који су се прилагодили визуомоторној ротацији од 30˚ након 800-пробног основног периода, како би одговарали дугом периоду испирања у експериментима 1 и 2. Открили смо да је продужена основна линија у експерименту С1 ( светло сива) није смањила временски постојану компоненту током адаптације у поређењу са краћом, 220-пробном базном линијом у експериментима 1 и 2 (тамно сива); уместо тога, поновно учење након 800-пробног испирања у експериментима 1 и 2 довело је до значајног смањења временски упорне адаптације, као што смо разматрали у главном тексту. Заједно, ови налази показују да неуштеде у временско упорној адаптацији нису биле последица учења које зависи од употребе током дугог 800-пробног периода испирања. (а) Поређење просечних кривуља адаптације за (и) почетно учење након 800 основних испитивања из експеримента С1 (светлосива), (ии) почетно учење након 220 основних покушаја из експеримената 1/2 (тамно сиво) и (иии) поновно учење након 800 испитивања испирања из експеримената 1/2 (плава). (б) Крупни план фазе адаптације, са временски упорним мерењима означеним празним круговима као на слици 3А.

Обратите пажњу на сличност између кривуља прилагођавања за почетне случајеве учења (после 220 и 800 покушаја основне линије) за разлику од криве поновног учења. Траке грешака указују на СЕМ; црвене линије означавају 60- кашњења која се користе за изоловање временски упорне адаптације. (ц) Поређење нивоа укупне, временски упорне и временски променљиве адаптације за ова 3 случаја, атријала 10, 40 и 70 након почетка пертурбације визуомоторне ротације. Привремено упорна адаптација не показује знакове смањења након 800-основне вредности испитивања (нови подаци) у односу на 220-пробну (подаци 1/2); међутим, значајно је већа од временски упорне адаптације током поновног учења након 800-пробног испирања у Екп. 1/2. *п < 0,05; **п < 0.01. Основни подаци који подржавају ову цифру могу се наћи у датотекама Екп_1_2_дата.мат и Екп_С1_дата.мат.

Референце

1. Еббингхаус Х. Сећање: допринос експерименталној психологији. Универзитетски микрофилмови; 1913. п.174.

2. Нелсон ТО. Еббингхаусов допринос мерењу задржавања: Уштеде током поновног учења. ЈЕкп Псицхол Леарн Мем Цогн. 1985; 11(3):472–479.

3. МацЛеод ЦМ. Заборављени, али не и нестали: Уштеде за слике и речи у дугорочној меморији. Ј Екп Псицхол Леарн Мем Цогн. 1988; 14(2):195.

4. Фреи ПВ, Росс ЛЕ. Класично условљавање одговора капака зеца у функцији интерстимулус интервала. Ј Цомп Пхисиол Псицхол. 1968; 65(2):246–250.

5. Напиер РМ, Мацрае М, Кехое ЕЈ. Брзо поновно усвајање у кондиционирању зечеве мембранске реакције. Ј Екп Псицхол Аним Бехав Процесс. 1992; 18(2):182.

6. Медина ЈФ, Гарциа КС, Маук МД. Механизам за уштеду у малом мозгу. Ј Неуросци. 2001. јун 1;21(11):4081–9.

7. Којима И, Ивамото И, Иосхида К. Сећање на учење олакшава сакадску адаптацију код мајмуна. ЈНеуросци. 2004. 25. августа; 24(34):7531–9.

8. Брасхерс-Круг Т, Схадмехр Р, Биззи Е. Консолидација у људској моторној меморији. Природа. 1996; 382(6588):252.

9. Схадмехр Р, Брасхерс-Круг Т. Функционалне фазе у формирању дугорочне моторне меморије код људи.Ј Неуросци. 1997; 17(1):409–419.

10. Смитх МА, Гхазизадех А, Схадмехр Р. Интеракција адаптивних процеса са различитим временским оквирима лежи у основи краткорочног моторичког учења. ПЛоС Биол. 2006; 4(6):е179.

For more information:1950477648nn@gmail.com