Amikor a gyerekek megtanulják megkötni a cipőfűzőjüket, különálló lépésekben teszik ezt - hurkot készítenek vagy rángatják a csipkét.

Elég ismétlés után agyunk ezeket a lépéseket „darabokra” változtatja.

A mozgáscsonkítás, mint a jelenség ismert, olyan stratégia, amely a hosszú információs sorokat rövidebb, könnyebben kezelhető, könnyebben megjegyezhető darabokra redukálja.

"A darabolás az okos stratégia természetes mellékterméke, amely minimalizálja a tanulási költségeket."

A tudósok tudják, hogy a Parkinson -kórban, a Huntington -kórban és a stroke -ban szenvedőknél ez a mozgás töredezettség súlyosan megszakad. A hasadás és annak működésének megértése kulcsfontosságú a korai diagnózis, a kezelés és a rehabilitációs terápia szempontjából. Ennek ellenére a tudománynak nincs konkrét magyarázata erre.

Most azonban a kutatók kifejlesztettek egy átfogó elméletet annak eldöntésére, hogy miért fordul elő darabolás. A kutatás a csonkolást gazdasági kompromisszumként határozza meg a motorrendszerben, ahol a kis darabok egyesítése optimálisan „költséghatékony” lesz bizonyos tanulási szakaszokban. Az eredmények megjelennek a folyóiratban Nature Communications.

„Az idegrendszer célja, hogy a lehető leghatékonyabban hozzon létre mozgásokat” - mondja Scott Grafton, a Santa Barbara -i Kaliforniai Egyetem ideggyógyász professzora. „A hatékony pályák kiszámításának azonban számítási költségei vannak. Az édes pont e célok között darabokat eredményez. ”

Nehéz és hatékony

Grafton és munkatársai a számítógépes motorvezérlés eszközeit használták, amelyek számítógépes modelleket készítenek annak felfedezésére, hogy az agy hogyan irányítja a végtagokat, valamint a motorrendszer céljait és korlátait. Ebben az összefüggésben a kutatóknak nehéz volt megmagyarázni, hogy az emberek és más állatok hogyan térnek át a számításilag egyszerű, de nem hatékony mozgásokról a számításigényes, de hatékony mozgásokra.

„Tanulmányunk megoldja ezt a nehézséget azáltal, hogy elméletileg és kísérletileg megmutatja, hogy a legköltséghatékonyabb komplexitás-hatékonyságú tanulási utak azok, amelyek darabolást eredményeznek”-mondja Grafton. "Ezért a darabolás az okos stratégia természetes mellékterméke, amely minimalizálja a tanulási költségeket."

A kutatók megmérték, hogy a rhesus makákók hogyan hoztak létre mozgásszekvenciákat többnapos gyakorlat során, és megállapították, hogy ezek az állatok valóban költséghatékony tanulók. Azáltal, hogy intelligens módon választották össze a darabokat, a majmok megtakarítást értek el a tanulás összesített költségein.

A mozdulatsort darabokra osztották, a darabokon belüli hatékonyságra optimalizálva, majd csak akkor egyesítették a darabokat, amikor további hatékonyságnövelésre volt szükség.

"A mozgásszegénységet széles körben jellemzik az emberek és az állatok egészsége és betegségei, de eddig egy normatív elmélet hiányzott" - mondja Grafton. "Elméletünk optimális mozgási pályákat eredményez, és ezek a kísérletek, amelyek során a majmok megtanulnak új sorozatot létrehozni" A hosszú távú mozgások azt mutatják, hogy elméletünk megmagyarázza a mozdulatokban megjelenő darabok alapvető jellemzőit. ”

A töredezettség jelenségének gazdasági kompromisszumként való keretezése új perspektívát kínál a motoros tanulásra és annak rendellenességeire.

Például a stroke utáni mozgások szabálytalan jellege a motoros tanulás alacsonyabb számítási költségvetésének tulajdonítható, és a stroke-ban tapasztalt nem hatékony mozgások így alkalmazkodhatnak ezekhez a költségvetésekhez, magyarázza Grafton. Bármilyen rehabilitációs megközelítés profitálhat ebből a betekintésből - teszi hozzá.

„Számítástechnikai szemléletünk a darabolásról új kérdéseket is nyit arra vonatkozóan, hogy az agy hogyan szabályozza a mozgásokat” - mondja Grafton. „Különösen az agydarabok neurális kódolásának legújabb bizonyítékait kell újra megvizsgálni a számítási elméletek fényében.

„A neuronok kinematikai döntéseket, számítási költségvetéseket vagy hatékonysági célokat kódolnak? Ezek nyitott kérdések a motorvezérlés teljes területén. ”

Forrás: UC Santa Barbara

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon