運(yùn)動學(xué)習(xí)整理

[1][Conditt, M. A. , Francesca, G. , & Mussa-Ivaldi, F. A. . (1997). The motor system does not learn the dynamics of the arm by rote memorization of past experience. Journal of Neurophysiology,?78(1), 554-560.]

研究目的是探究在外部施加干擾力場時(shí)手臂運(yùn)動的適應(yīng)機(jī)制锥涕。原假設(shè)是通過學(xué)習(xí)手臂的狀態(tài)(位置和速度)與該狀態(tài)下的力之間的映射來適應(yīng)兵罢,備擇假設(shè)是通過不同軌跡對應(yīng)的干擾力的時(shí)間序列的記憶來適應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):1.適應(yīng)發(fā)生在不同類型的動作中,包括但不限于reaching運(yùn)動;2.在相同的外部區(qū)域中對不同動作的適應(yīng)是普遍存在的癌佩。這些結(jié)果支持:通過學(xué)習(xí)適應(yīng)運(yùn)動變化的過程中赘被,運(yùn)動是獨(dú)立適應(yīng)的衰伯。

[2][Brashers-Krug, T. , Shadmehr, R. , & Bizzi, E. . (1996). Consolidation in human motor memory. Nature, 382(6588), 252.]

學(xué)習(xí)的運(yùn)動技能會在練習(xí)結(jié)束后繼續(xù)發(fā)展箱叁,該現(xiàn)象為鞏固墅垮。本實(shí)驗(yàn)顯示出當(dāng)在第一個(gè)任務(wù)之后立刻學(xué)習(xí)第二個(gè)任務(wù)時(shí)惕医,運(yùn)動技能的鞏固會被干擾耕漱;如果在這兩個(gè)任務(wù)之間有4小時(shí)的間隔則不會干擾,鞏固出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)期抬伺。本研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動記憶可以通過類似的鞏固過程轉(zhuǎn)化螟够。通過擴(kuò)大運(yùn)動記憶的鞏固現(xiàn)象,結(jié)果表明當(dāng)編碼和儲存新信息時(shí)不同的神經(jīng)系統(tǒng)具有類似的特征峡钓。

[3][Caithness, & G. (2004). Failure to consolidate the consolidation theory of learning for sensorimotor adaptation tasks. Journal of Neuroence the Official Journal of the Society for Neuroence, 24(40), 8662-71.]

在人類運(yùn)動中存在鞏固期的觀點(diǎn)妓笙,此時(shí)運(yùn)動記憶轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰脿顟B(tài)且不容易受到新學(xué)習(xí)的干擾。當(dāng)任務(wù)A完成后立即進(jìn)行任務(wù)B能岩,則A的記憶會衰退寞宫。如果中間有間隔(如6小時(shí))則不會衰退。本文使用ABA范式在reaching任務(wù)中探究任務(wù)B對任務(wù)A的影響拉鹃。兩個(gè)視覺旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)表明即使在A 24小時(shí)后進(jìn)行B辈赋,也會對A產(chǎn)生完全干擾。在適應(yīng)力場實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)即使中間間隔24小時(shí)或一周也會出現(xiàn)完全的干擾膏燕。以上結(jié)果不能支持運(yùn)動記憶會被鞏固進(jìn)入被保護(hù)的狀態(tài)钥屈。支持記憶可以在活動狀態(tài)和非活動狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。

[4][Paul R. Davidson?& Daniel M. Wolpert(2004). Internal models underlying grasp can be additively combined. 155(3), 334-340.]

通過研究人們在精確抓握物體時(shí)產(chǎn)生的力坝辫,探究了將兩個(gè)學(xué)習(xí)到的內(nèi)部模型聯(lián)合的能力篷就。被試被要求舉起兩個(gè)形狀相同但重量不同的物體,由此形成兩個(gè)內(nèi)部模型近忙。然后將物體疊在一起舉起竭业。結(jié)果表明被試可以將兩個(gè)物體模型聯(lián)合起來,但是物體重量的總和有估計(jì)偏差及舍。

[5][Shadmehr R& Brashers-Krug T(1997). Functional stages in the formation of human long-term motor memory.. 17(1), 409-19.]

之前的研究發(fā)現(xiàn)靈長類動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有學(xué)習(xí)和儲存多個(gè)矛盾的視覺運(yùn)動地圖的能力未辆。在這里研究了人類被試學(xué)習(xí)reaching運(yùn)動的能力,證明兩個(gè)運(yùn)動地圖都會被學(xué)習(xí)和保留击纬,前提條件為間隔5小時(shí)鼎姐;如果間隔更短,則從找到適合于第一個(gè)任務(wù)的內(nèi)部模型開始學(xué)習(xí)第二個(gè)任務(wù)。后效應(yīng)表明炕桨,間隔較短時(shí)饭尝,第二個(gè)任務(wù)會完全干擾第一個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)。結(jié)果表明献宫,執(zhí)行任務(wù)后數(shù)小時(shí)內(nèi)钥平,運(yùn)動記憶的抵抗力發(fā)生了明顯變化。我們提出運(yùn)動記憶至少由兩部分組成:訓(xùn)練階段后不久姊途,一個(gè)成分會逐漸消失涉瘾;另一個(gè)成分會增加。第一個(gè)成分是形成長時(shí)記憶捷兰、短時(shí)記憶的成分立叛。

reaching范式

[6][Krakauer, & J., W. . (2005). Adaptation to visuomotor transformations: consolidation, interference, and forgetting. Journal of Neuroence, 25(2), 473-478.]

task A3task B3task A范式來源于改變?nèi)蝿?wù)A和任務(wù)B之間的時(shí)間間隔,該范式已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于研究運(yùn)動記憶的鞏固贡茅。鞏固被定義為逆向的干擾(任務(wù)B對先任務(wù)A的干擾)秘蛇,在簡單技能、運(yùn)動序列和學(xué)習(xí)力場中被證明了顶考。而數(shù)據(jù)表明視覺學(xué)習(xí)并不會鞏固赁还。我們的實(shí)驗(yàn)表明對30°屏幕的適應(yīng)在24小時(shí)后的再學(xué)習(xí)中是更快和更復(fù)雜的。而如果原始旋轉(zhuǎn)5分鐘驹沿,將會抑制對30°反向偏轉(zhuǎn)的學(xué)習(xí)艘策。我們應(yīng)該確定在什么條件下旋轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)可以抵抗反向旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)一發(fā)現(xiàn)渊季,在初始旋轉(zhuǎn)24小時(shí)后學(xué)會了反向旋轉(zhuǎn)朋蔫,抵抗干擾能力存在。實(shí)驗(yàn)二通過在學(xué)習(xí)前引入間隔消除之前學(xué)習(xí)的干擾梭域,發(fā)現(xiàn)在5分鐘后不存在抵抗干擾能力斑举,24小時(shí)后可以學(xué)會反向旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)三將初始學(xué)習(xí)的次數(shù)增加了一倍病涨,在5分鐘后進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了抗干擾能力富玷。結(jié)果表明,持久性的干擾是由于前攝干擾既穆。

[7][Wada, Y. , Kawabata, Y. , Kotosaka, S. , Yamamoto, K. , Kitazawa, S. , & Kawato, M. . (2003). Acquisition and contextual switching of multiple internal models for different viscous force fields. Neuroscience Research, 46(3), 319-331.]

人類可以在不同的環(huán)境中學(xué)習(xí)大量的動作行為赎懦。為了解釋這一點(diǎn),MOSAIC模型假設(shè)大腦需要多個(gè)可轉(zhuǎn)換的內(nèi)部模型幻工。之前的行為研究檢驗(yàn)了手臂運(yùn)動對多種環(huán)境的適應(yīng)励两,發(fā)現(xiàn)其學(xué)習(xí)能力是有限的。本實(shí)驗(yàn)以紅色和藍(lán)色提示相反的力場囊颅,發(fā)現(xiàn)誤差隨著訓(xùn)練天數(shù)的增加而降低当悔。表明人類可以學(xué)習(xí)兩個(gè)力場并構(gòu)建多個(gè)可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換的內(nèi)部模型傅瞻;學(xué)習(xí)的效果取決于提示線索的有效性和力場的相似性。

[8][Krouchev, N. I. , & Kalaska, J. F. . (2003). Context-dependent anticipation of different task dynamics: rapid recall of appropriate motor skills using visual cues. Journal of Neurophysiology, 89(2), 1165-1175.]

最近的研究報(bào)告盲憎,被試表現(xiàn)出不同程度地使用背景線索來回憶需要在手臂運(yùn)動中適應(yīng)不同力場的能力嗅骄。尤其是在一定的訓(xùn)練時(shí)間后,被試表現(xiàn)出不能根據(jù)顏色線索來調(diào)整運(yùn)動的能力饼疙。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)猴子在肘部運(yùn)動任務(wù)中可以使用顏色線索來預(yù)測力場溺森、調(diào)整運(yùn)動。

[9][Tong, C. , & Flanagan, J. R. . (2003). Task-specific internal models for kinematic transformations. Journal of Neurophysiology, 90(2), 578-585.]

大量的運(yùn)動學(xué)習(xí)研究關(guān)注個(gè)體怎樣將他們的reaching運(yùn)動適應(yīng)于動態(tài)的環(huán)境窑眯。本文使用干擾范式研究了當(dāng)學(xué)習(xí)視覺轉(zhuǎn)換時(shí)是否觀察到任務(wù)的轉(zhuǎn)換屏积。在第一天,所有的被試適應(yīng)了在reaching中進(jìn)行從中心前后移動的30°偏轉(zhuǎn)磅甩。在5分鐘后炊林,分3組進(jìn)行8個(gè)方向畫線任務(wù)或者連續(xù)追蹤任務(wù)或者從中心前后移動的任務(wù),在其中適應(yīng)了30°反向偏轉(zhuǎn)更胖。前后移動任務(wù)組的被試在第二天的測試中沒有保留第一天的旋轉(zhuǎn)铛铁。相反隔显,另外兩組被試表現(xiàn)出與未經(jīng)歷反向旋轉(zhuǎn)任務(wù)的對照組被試類似却妨。這表明視覺旋轉(zhuǎn)的記憶是針對任務(wù)的。

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