Dvojna disociacija med prihranki in dolgoročnim spominom pri motoričnem učenju, 1. del

Povzetek

Spominov se je lažje znova naučiti kot se učiti iz nič. Ta prednost, znana kot prihranki, naj bi bila posledica ponovnega pojava stabilnih dolgoročnih spominov. Prisotnost prihrankov se pogosto uporablja kot označevalec, ali je bil spomin konsolidiran.

Učenje in spomin sta tesno povezana in povzročata drug drugega. Učni spomin se nanaša na določena znanja in spretnosti, ki jih ljudje oblikujejo med učenjem. Ljudje lahko to znanje in veščine uporabijo za soočanje z različnimi težavami in izzivi. Spomin se nanaša na sposobnost ljudi za shranjevanje, pridobivanje in reprodukcijo informacij.

Ko so sposobnosti učenja in spomina nezadostne, ljudje pozabijo na pridobljeno znanje in spretnosti in jih ne morejo uporabiti v resničnem življenju. To bo vplivalo tudi na njihov akademski in karierni razvoj. Zato je zelo pomembno izboljšati lastne sposobnosti učenja in spomina.

Kako izboljšati učne in spominske sposobnosti? Najprej morate obvladati pravilne učne metode in tehnike. Na primer, lahko uporabite spominske metode, kot sta klasifikacija in povezovanje. Hkrati morate paziti na rednost učenja in se truditi, da se učite ob določenem času in kraju. Drugič, v življenju morate ohraniti zdrav življenjski status, se več telesno gibati, jesti uravnoteženo prehrano itd., kar lahko izboljša vaš spomin. Nenazadnje sta ključ do izboljšanja učnih in spominskih sposobnosti tudi nenehno učenje in razmišljanje ter nenehno izboljševanje lastnih kognitivnih in razumevalnih sposobnosti.

Skratka, izboljšanje učnih in spominskih sposobnosti je za posameznike zelo pomembno. Z obvladovanjem pravilnih metod učenja, ohranjanjem zdravega življenjskega statusa ter nenehnim učenjem in razmišljanjem lahko izboljšate svoje sposobnosti učenja in spomina ter postavite trdne temelje za svoj nadaljnji razvoj. Vidimo, da moramo izboljšati spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj je Cistanche deserticola tradicionalno kitajsko zdravilno sredstvo, ki ima številne edinstvene učinke, eden od njih je izboljšanje spomina. Učinkovitost mletega mesa izhaja iz različnih učinkovin, ki jih vsebuje, vključno s kislino, polisaharidi, flavonoidi itd. Te sestavine lahko na različne načine spodbujajo zdravje možganov.

Kliknite spoznajte 10 načinov za izboljšanje spomina

Vendar so nedavne ugotovitve pokazale, da je mogoče stopnje motoričnega učenja sistematično nadzorovati, kar zagotavlja mehanično alternativo ponovnemu vzponu stabilnega dolgoročnega spomina. Poleg tega je nedavno delo poročalo o nasprotujočih si rezultatih o tem, ali so implicitni prispevki k prihrankom pri motoričnem učenju prisotni, odsotni ali obrnjeni, kar kaže na omejeno razumevanje osnovnih mehanizmov.

Da bi razjasnili te mehanizme, raziskujemo razmerje med prihranki in dolgoročnim spominom z eksperimentalnim seciranjem temeljnih spominov na podlagi kratkoročne (60) časovne obstojnosti.

Komponente motoričnega spomina, ki so začasno obstojne pri 60 s, lahko prispevajo k stabilnemu, konsolidiranemu dolgoročnemu spominu, medtem ko začasno nestanovitne komponente, ki so že propadle do 60 s, ne morejo. Presenetljivo ugotovimo, da časovno nestanovitno implicitno učenje vodi do prihrankov, medtem ko časovno vztrajno učenje ne, vendar pa časovno vztrajno učenje vodi do dolgoročnega spomina v 24 urah, medtem ko časovno nestanovitno učenje ne.

Ta dvojna disociacija med mehanizmi za varčevanje in oblikovanje dolgoročnega spomina izpodbija splošno razširjene domneve o povezavi med varčevanjem in utrjevanjem spomina.

Poleg tega ugotavljamo, da vztrajno implicitno učenje ne samo, da ne prispeva k prihrankom, ampak ustvarja tudi nasproten, protivarčevalni učinek in da medsebojno delovanje med tem začasno vztrajnim protivarčevanjem in začasno nestanovitnim prihrankom zagotavlja razlago za več na videz nasprotujočih si nedavnih poročil o tem, ali je implicitno prispevki k varčevanju so prisotni, odsotni ali obrnjeni.

Nazadnje, krivulje učenja, ki smo jih opazili pri pridobivanju časovno nestanovitnih in časovno obstojnih implicitnih spominov, kažejo soobstoj implicitnih spominov z različnimi časovnimi poteki, kar izpodbija trditev, da bi morali modeli kontekstnega učenja in ocenjevanja izpodriniti modele adaptivnih procesov z različnimi stopnjami učenja . Te ugotovitve skupaj zagotavljajo nov vpogled v mehanizme za varčevanje in oblikovanje dolgoročnega spomina.

Uvod

Spomine, tako deklarativne kot proceduralne, je lažje ponovno naučiti kot pa se učiti iz nič. To prednost, znano kot prihranek, je prvič cenil Hermann Ebbinghaus v temeljnem delu [1], v katerem je opazil, da je ponovno učenje pozabljenega seznama besed hitrejše od učenja seznam romanov.

Prihranki so bili od takrat dokazani v množici različnih paradigem, vključno s kognitivnimi nalogami pri ljudeh [2,3], operantnim kondicioniranjem pri živalih [4–6] in motoričnimi nalogami pri ljudeh, kot je prilagoditev sakad [7], prilagoditev polja sile [ 8–11], vizuomotorična prilagoditev [12–21] in prilagoditev hoje [22,23].

Prejšnje raziskave so na splošno trdile, da so prihranki posledica priklica predhodno konsolidiranega dolgoročnega spomina [14, 24, 25].

Sposobnost oblikovanja trajnih dolgoročnih spominov je ena najbolj izjemnih bioloških sposobnosti, pri čemer nekateri spomini trajajo vse življenje kljub nenehni živčni plastičnosti.

Starejši Danci so se več kot 50 let pozneje spominjali vsakdanjih podrobnosti – kot je vreme – okoli novic o invaziji in osvoboditvi njihove države med drugo svetovno vojno [26], in podobnih primerov spominov, ki obdajajo šokantne in/ali posledične dogodke, je na pretek [27–29]. Ljudje prepoznajo srednješolske sošolce desetletja pozneje [30], tiho uporabljajo sintetična slovnična pravila leta po usposabljanju [31] in identificirajo določene slike mesece [32] ali celo leta [33] pozneje. Dolgoročni spomini nastanejo s konsolidacijo, procesom, ki ga poganjajo molekularni mehanizmi, ki olajšajo sinaptično aktivnost [34,35] in se lahko posredujejo prek hipokampusa [36,37].

Pri motoričnih nalogah se je prisotnost ali odsotnost samega varčevanja pogosto jemala kot lakmusov test za ugotavljanje, ali je bil predhodno natrenirani spomin utrjen, v časovnih okvirih od ur do mesecev [14,24,25].

Posledično so bili prihranki v smislu osnovnih mehanizmov dodatno predlagani kot posledica naslednjega: (1) razkritja počasnejšega učenja in močnega procesa zadrževanja v modelu učenja z več stopnjami [10]; (2) preklapljanje na podlagi konteksta ali ustreznosti med takimi več počasnimi procesi, od katerih je vsak specifičen za drug pomnilnik [38–41]; ali (3) vračanje v spomin predhodno naučenega motoričnega načrta, ki je bil okrepljen z uspehom ali zgolj ponavljanjem [16,42].

Vsi ti predlagani mehanizmi se osredotočajo na prihranke kot manifestacijo latentnega, stabilnega, konsolidiranega motoričnega spomina, ki je robusten tako na motnje kot na čas.

V skladu s to idejo je nedavno, a vplivno stališče predlagalo, da so prihranki pri motorični prilagoditvi posebej posledica priklica eksplicitne strategije [18,43,44], medtem ko implicitna komponenta vizuomotornega učenja ne prispeva k prihrankom [44].

Te študije so zagotovile jasne dokaze za eksplicitne prihranke, vendar so paradigme, ki so jih uporabili, izzvale malo implicitne prilagoditve, kar je omejilo moč ocene implicitnih prihrankov. Novejše študije, ki so izzvale večjo implicitno prilagoditev, so privedle do različnih ugotovitev in sklepajo, da je implicitna prilagoditev med ponovnim učenjem hitrejša [19,20] ali počasnejša [45].

Študiji Avraham [45] in Albert [20] sta še posebej zanimivi, saj sta bili obe zasnovani za izolacijo implicitne prilagoditve (čeprav z uporabo različnih paradigem), vendar sta prišli do nasprotnih zaključkov.

Kaj bi lahko pojasnilo to očitno neskladje? Obstaja možnost, da implicitna prilagoditev morda ni monolitna. Lahko je sestavljen iz različnih komponent, ki se ponovno naučijo z različnimi stopnjami in različno izzovejo v teh različnih paradigmah.

Zanimiva alternativa mehanizmom, ki temeljijo na priklicu, je, da prihranki izhajajo iz sprememb v stopnji učenja [11, 15, 23], ideja, okrepljena z nedavnim delom, ki je pokazalo, da je hitrost učenja sistematično modulirana s posebnimi značilnostmi učnega okolja.

Te značilnosti vključujejo količino variabilnosti, pomembne za nalogo, ki je prisotna pred učenjem [46,47], ravnovesje med senzorično negotovostjo in negotovostjo glede ocene stanja [48,49], predhodno izpostavljenost motnjam, za katero je značilna podobna kovariančna struktura med učnimi parametri [50,51] , predhodna izpostavljenost podobnim motoričnim napakam [21,52] in doslednost učnega okolja med poskusi [53,54].

Zlasti okolja z visoko konsistentnostjo, kjer motnje ponavadi vztrajajo od enega poskusa do drugega in tako dajejo več predvidljivosti vsiljeni motnji, lahko močno povečajo stopnje učenja (do 3×). Kar zadeva preučevanje prihrankov, je to nepomembna ugotovitev: prilagoditvene paradigme, ki se uporabljajo za preučevanje prihrankov, so običajno sestavljene iz iste motnje, ki je aktivna za veliko število poskusov (običajno 60 do 120), kar ima za posledico zelo dosledne napake, ki bi vodijo do močno povečanih stopenj učenja [52–55].

Ta mehanizem bi lahko vodil do prihrankov z omogočanjem hitrejšega ponovnega učenja kratkoročnega spomina v nasprotju s ponovnim pojavom dolgoročnega, stabilnega spomina. To je skladno z nedavnimi rezultati, ki kažejo, da predhodne izkušnje z napakami visoke konsistentnosti v nasprotju s ponavljanjem uspešnih dejanj vodijo do prihrankov [21].

Tukaj primerjamo mehanizme, ki vodijo do prihrankov, in tiste, ki vodijo k oblikovanju stabilnih, dolgoročnih motoričnih spominov.

Domnevali smo, da bi razčlenitev motorične prilagoditve na specifične spominske komponente na podlagi časovne obstojnosti lahko osvetlila te mehanizme. Za razčlenitev celotne prilagoditve na 2 komponenti uporabljamo kratke 60--e časovne zakasnitve: časovno nestanovitno prilagoditev, ki bi med tem časovnim zamikom propadla, in časovno obstojno prilagoditev, ki bi preživela zakasnitev [56–59].

Ker razpade v samo 60 sekundah, časovno nestanovitna prilagoditev ne bi vodila do dolgoročnega spomina, ki je povezan s stabilnostjo v časovnih okvirih, ki so za rede velikosti višji [9, 25, 60]. Zato bi bili mehanizmi, ki vodijo do dolgoročnega spomina, vsebovani v časovno vztrajni prilagoditvi in ​​tako bi prihranki, odvisni od konsolidacije, predvidevali hitrejše učenje samo za časovno vztrajno prilagoditev.

Nasprotno, če bi ugotovili, da je hitrejše ponovno učenje izključno za časovno nestanovitno prilagajanje, bi to pomenilo varčevalni mehanizem, ki ga ne poganja dolgoročni spomin.

Zanimivo je, da ugotavljamo, da prihrankov ne poganja ponovni pojav začasno vztrajnih motoričnih spominov, ampak namesto tega hitrejše ponovno učenje začasno nestanovitnih spominov. Nadalje ugotavljamo, da ti časovno nestanovitni spomini, ki so odgovorni za prihranke v naši paradigmi, predstavljajo implicitno in ne eksplicitno prilagajanje.

Ko merimo dolgoročno ohranjanje časovno obstojne in časovno nestanovitne komponente, pa ugotovimo, da je začasno obstojna prilagoditev, ne časovno nestanovitna prilagoditev, tista, ki vodi do dolgoročnega spomina. Te ugotovitve skupaj kažejo jasno dvojno disociacijo med prihranki in dolgoročnim spominom.

Rezultati

Zasnovali smo nabor eksperimentov, da bi razjasnili mehanizme za varčevanje in dolgoročni spomin ter raziskali razmerje med njima. Začeli smo z raziskovanjem, ali prihranke, hitrejše ponovno učenje predhodno naučene prilagoditve, poganja ponovni pojav predhodno konsolidiranega začasno obstojnega spomina ali nagnjenost k hitrejšemu pridobivanju prehodnega, začasno nestanovitnega spomina.

Zlasti smo ustvarili paradigmo za razčlenitev začetne prilagoditve, izpiranja prilagoditve in prihrankov pri ponovni prilagoditvi na začasno obstojne in začasno nestanovitne komponente.

Najprej smo raziskali dinamiko, po kateri začasno obstojni in začasno nestanovitni spomini propadajo med obdobjem izpiranja po začetni prilagoditvi, saj lahko prihranki nastanejo zaradi nepopolnega izpiranja komponente prilagajanja [10,61]. To nam je omogočilo primerjavo stopenj odvajanja od učenja za časovno obstojno in časovno nestanovitno prilagajanje med izpiranjem in kritično izmeriti začetno vrednost tako začasno obstojnih kot začasno nestanovitnih spominov pred ponovno prilagoditvijo, tako da je mogoče natančno oceniti prihranke za oba.

Nato smo preučili, kako so prihranki odvisni od časovno obstojnih in časovno nestanovitnih spominov, tako da smo ločeno izmerili prihranke za ti dve komponenti motorične prilagoditve, kar nam omogoča, da ugotovimo, ali je eden od teh spominov posebej odgovoren za prihranke.

Nato smo raziskali, ali je dolgoročni spomin, merjen kot zadrževanje predhodno trenirane prilagoditve 24 ur pozneje, povezan s časovno obstojno ali časovno nestanovitno komponento prilagoditve.

Merjenje začasno nestanovitnih in začasno obstojnih prispevkov k varčevanju

Za poskusa 1 in 2 smo zaposlili N=40 subjektov in jih usposobili za 30˚ vizuomotorrotacijo (VMR) [12,13,15–18,62–64] (sliki 1A in 1B). Po 80 poskusih začetnega usposabljanja so bili subjekti testirani glede prihrankov bodisi po kratkem (40-poskusnem) obdobju izpiranja, za katerega so prej poročali, da zadostuje za izpiranje celotne prilagoditve VMR [15], ali po daljšem ({{ 15}}poskusno) obdobje izpiranja, ki smo ga uporabili za bolj dokončno izpiranje.

Uporabili smo tudi podatke iz tega 800-poskusnega izpiranja, da bi izsledili časovni potek odvajanja od učenja tako za začasno obstojne kot za začasno nestanovitne komponente prilagajanja; to odvajanje od učenja bi vključevalo tako aktivno odučevanje (tj. ponovno učenje osnovnega vedenja) kot naravno poskusno propadanje prilagajanja [17,65–68].

Vsak subjekt je po treningu doživel obe vrsti trajanja izpiranja (glej sliko 1C). V poskusu 1 (N=20) je bilo najprej predstavljeno kratko obdobje izpiranja, nato pa dolgo obdobje izpiranja. V 2. poskusu (N=20) je bil ta vrstni red obrnjen (slika 1C, za podroben opis glejte Materiali in metode).

Med temi poskusi – med učenjem in izpiranjem – smo občasno vstavili 1-minutne zakasnitve, ki bi omogočile časovno nestanovitno prilagajanje razpadu.

Ker so 1-minimalne zamude, smo uvedli količino od 2,5 do 4× časovne konstante za upad začasno nestanovitne prilagoditve [56–58], bi pričakovali približno 95-odstotno razpad nestanovitne prilagoditve, kar učinkovito izolira začasno obstojno prilagoditev .

Operativno smo opredelili časovno vztrajno prilagoditev kot prilagoditev, izmerjeno med poskusom po odložitvi, in časovno nestanovitno prilagoditev kot razliko med celotno prilagoditvijo (ki je sama vzeta kot povprečna prilagoditev v 2 predhodnih in 2 nadaljnjih poskusih brez odlašanja) in časovno vztrajno prilagoditvijo (slika 1D, glejte tudi Materiali in metode).

For more information:1950477648nn@gmail.com