Motor öğrenme - Motor learning

Motor öğrenme , genel olarak, bir organizmanın sinir sisteminin yapısındaki ve işlevindeki değişiklikleri yansıtan hareketlerindeki değişiklikleri ifade eder. Motor öğrenme, değişen zaman ölçeklerinde ve karmaşıklık derecelerinde gerçekleşir: insanlar yıllar boyunca yürümeyi veya konuşmayı öğrenir, ancak yaşamları boyunca boy, kilo, güç vb. değişikliklere uyum sağlamaya devam eder. Motor öğrenme, hayvanların yeni beceriler kazanmasını sağlar ve bazı durumlarda refleksler gibi basit hareketleri kalibre ederek hareketlerin düzgünlüğünü ve doğruluğunu geliştirir . Motor öğrenme araştırması genellikle motor program oluşumuna (yani, yetenekli motor davranışın altında yatan), hata algılama süreçlerinin duyarlılığına ve hareket şemalarının gücüne katkıda bulunan değişkenleri dikkate alır (bkz. motor programı ). Uygun şekilde yanıt verme yeteneği kazanıldığı ve korunduğu için motor öğrenme "nispeten kalıcıdır". Uygulama sırasında veya bazı rahatsızlıklara yanıt olarak performanstaki geçici kazanımlar, genellikle geçici bir öğrenme biçimi olan motor adaptasyon olarak adlandırılır . Motor öğrenme üzerine sinirbilim araştırması, beynin ve omuriliğin hangi bölümlerinin hareketleri ve motor programları temsil ettiği ve sinir sisteminin bağlantı ve sinaptik güçleri değiştirmek için geri bildirimi nasıl işlediğiyle ilgilenir. Davranış düzeyinde araştırma, motor öğrenmeyi yönlendiren ana bileşenlerin, yani uygulamanın yapısı ve geri bildirimin tasarımına ve etkisine odaklanır. Uygulamanın zamanlaması ve organizasyonu, örneğin görevlerin nasıl alt bölümlere ayrılabileceği ve uygulanabileceği gibi bilgilerin tutulmasını etkileyebilir (ayrıca bkz. çeşitli uygulamalar ) ve geri bildirimin kesin biçimi, hareketin hazırlanmasını, öngörülmesini ve yönlendirilmesini etkileyebilir.

davranışsal yaklaşım

Uygulamanın yapısı ve bağlamsal müdahale

Bağlamsal müdahale orijinal olarak "hafıza geliştirmeden sorumlu öğrenmede işlev müdahalesi" olarak tanımlandı. Bağlamsal girişim etkisi "birkaç görevin öğrenilmesi ve birlikte uygulanması gereken bir uygulama durumunda bulunan işlevsel girişim derecesinin öğrenme üzerindeki etkisidir". Uygulamanın değişkenliği (veya çeşitli uygulama ), öğrenme içinde görev varyasyonlarını yerleştirdiği için bağlamsal müdahalenin önemli bir bileşenidir. Her ne kadar çeşitli uygulamalar edinim aşaması boyunca düşük performansa yol açabilse de, motor öğrenmenin montajından ve iyileştirilmiş alıkonma ve transferinden sorumlu olan şemaların geliştirilmesi için önemlidir.

Bir dizi çalışmada görülen performans iyileştirmelerine rağmen, bağlamsal müdahale etkisinin bir sınırlaması, birçok değişken sürekli olarak manipüle edildiğinden performans iyileştirmelerinin nedenine ilişkin belirsizliktir. Bir literatür incelemesinde, yazarlar, bağlamsal müdahale paradigmasını kullanan deneylerdeki gelişmeleri açıklamak için birkaç model olduğunu belirlediler. Literatürde herhangi bir kalıp olmamasına rağmen, girişim etkilerini haklı çıkaran ortak alanlar ve sınırlamalar belirlendi:

  1. Öğrenilen beceriler tüm vücut hareketlerini gerektirse de çoğu görevin ortak bir özelliği vardı; hepsi izole edilebilecek bileşenler içeriyordu.
  2. Girişim etkisini destekleyen çalışmaların çoğu, hareket yürütme sırasında hareket ayarlamalarını mümkün kılan yavaş hareketler kullandı.
  3. Bazı yazarlara göre, vücudun her iki tarafından bir bilgi kaynağı gelişebileceğinden, alternatif uygulama koşulları yoluyla ikili transfer ortaya çıkarılabilir. Bu çalışmalarda görülen gelişmelere rağmen, müdahale etkileri iyileştirmelerine atfedilemez ve görev özellikleri ile uygulama takviminin bir tesadüfü olurdu.
  4. "Karmaşık beceriler" terminolojisi iyi tanımlanmamıştır. Deneyler arasında farklılık gösteren prosedürel manipülasyonlar (örneğin, görevler arasındaki benzerliğin değiştirilmesi) beceri karmaşıklığına katkıda bulunan bir unsur olarak belirtilmiştir.

Uygulama sırasında verilen geri bildirim

Geribildirim , beceri kazanımı için kritik bir değişken olarak kabul edilir ve genel olarak bir tepki veya hareketle ilgili her türlü duyusal bilgi olarak tanımlanır. İçsel geri bildirim tepkiyle üretilir - bir hareket yapıldığında ve kaynaklar vücudun içinde veya dışında olduğunda normal olarak ortaya çıkar. Tipik içsel geribildirim kaynakları arasında vizyon , propriosepsiyon ve seçme yer alır . Dışsal geribildirim, içsel geribildirime ek olarak harici bir kaynak tarafından sağlanan artırılmış bilgidir. Dış geribildirim bazen performans bilgisi veya sonuç bilgisi olarak kategorize edilir.

Birkaç çalışma, öğrenme için en uygun koşulları belirlemek amacıyla geribildirim bilgisinin sunum özelliklerini (örn., sıklık, gecikme, enterpolasyonlu etkinlikler ve kesinlik) değiştirmiştir. Geri bildirim manipülasyonunun ayrıntılı açıklaması ve sonuçlara ilişkin bilgi için Şekil 4, Şekil 6 ve özet Tablo 1'e bakın (aşağıya bakın).

performans bilgisi

Performans bilgisi (KP ) veya kinematik geri bildirim, bir icracıya sağlanan, hareketlerinin kalitesini veya modelini gösteren bilgileri ifade eder. Yer değiştirme, hız veya eklem hareketi gibi bilgileri içerebilir. KP, içsel geri bildirimden farklı olma eğilimindedir ve gerçek dünyadaki görevlerde daha faydalıdır. Genellikle koçlar veya rehabilitasyon uygulayıcıları tarafından kullanılan bir stratejidir.

Sonuç bilgisi

Sonuç bilgisi (KR), bir tepkiden sonra bir icracıya sağlanan, çevresel bir hedefle ilgili eylemlerinin başarısını gösteren dışsal veya artırılmış bilgi olarak tanımlanır. KR, özellikle gerçek dünya senaryolarında, içsel geri bildirim ile gereksiz olabilir. Bununla birlikte, deneysel çalışmalarda, bir yanıt verildiğinde doğal olarak alınan geribildirim kaynaklarının (yani yanıt kaynaklı geribildirim; tipik olarak, KR ayrıca sözlü veya sözlü olarak ifade edilebilir) üzerinde ve üzerinde sağlanan bilgileri ifade eder. KR'nin motor üzerindeki etkisi öğrenme iyi çalışılmıştır ve bazı çıkarımlar aşağıda açıklanmıştır.

Deneysel tasarım ve sonuç bilgisi

Çoğu zaman, deneyciler yanıt verme yeteneğindeki (yani öğrenmenin göstergesi olan) değişimin nispeten kalıcı yönünü geçici etkilerden (yani performansın göstergesi) ayırmada başarısız olurlar. Bunu hesaba katmak için iki ayrı aşamayı içeren transfer tasarımları oluşturulmuştur. Transfer tasarımını görselleştirmek için bir 4x4 ızgara hayal edin. Sütun başlıkları "Deney #1" ve "Deney #2" olarak adlandırılabilir ve karşılaştırmak istediğiniz koşulları belirtir. Satır başlıkları "Edinme" ve "Transfer" başlıklıdır, burada:

  1. Edinim bloğu (2 sütun), bazı değişkenlerin manipüle edildiği (yani farklı KR seviyeleri uygulandı) ve farklı grupların farklı tedaviler aldığı test koşullarını içerir. Bu blok, KR'nin geçici etkilerini temsil eder (yani performans)
  2. Transfer bloğu (2 sütun), bu değişkenin sabit tutulduğu test koşullarını içerir (yani, uygulanan ortak bir KR seviyesi; normalde KR olmayan bir koşul). KR olmayan bir koşulla sunulduğunda, bu blok KR'nin (yani öğrenmenin) kalıcı etkilerini temsil eder. Tersine, bu blok konulara KR'nin bulunduğu bir formatta verilirse, KR'nin geçici ve kalıcı etkileri dolambaçlı olur ve öğrenme etkileri için yorumlanamaz olduğu tartışılır.

Bir dinlenme süresinden sonra, tepki verme yeteneğindeki (yani etkiler) değişikliğin öğrenmeye atfedilenler olduğu ve en etkili performansa sahip grubun en çok öğrendiği iddia edilir.

Sonuç bilgisinin işlevsel rolü ve etkilerin olası karıştırıcı etkisi

KR'nin, bazıları geçici veya geçici olarak görülebilecek (yani performans etkileri) birçok farklı rolü var gibi görünüyor. Bu rollerden üçü şunları içerir: 1) motivasyon, 2) ilişkisel işlev ve 3) rehberlik. Motivasyon etkisi, icracının görevdeki çabasını ve ilgisini artırabilir ve aynı zamanda KR kaldırıldığında bu ilgiyi sürdürebilir. Performans ve öğrenme amaçları için göreve ilgi yaratmak önemli olsa da, öğrenmeyi ne ölçüde etkilediği bilinmemektedir. KR'nin çağrışımsal işlevinin, uyarıcı ve tepki arasındaki ilişkilerin oluşumunda yer alması muhtemeldir (yani, Etki Yasası ). Ancak, bu ek etki, KR'nin göreli sıklığını manipüle eden transfer görevlerindeki bulguları açıklayamaz; özellikle, göreli frekansın azaltılması, gelişmiş öğrenme ile sonuçlanır. KR'nin motor sistemini dış dünyaya nasıl kalibre edebileceğine dair alternatif bir tartışma için ( motor programında şema teorisine bakın ). KR'nin rehberlik rolü, hem iç hem de dış geri bildirim kaynakları bir motor görevin performansında yol gösterici bir rol oynadığından, öğrenmede muhtemelen en etkili olanıdır. Oyuncu, görev performansındaki hatalardan haberdar edildiğinden, tutarsızlık, sonraki denemelerde performansı sürekli olarak iyileştirmek için kullanılabilir. Bununla birlikte, rehberlik hipotezi , uygulama sırasında çok fazla harici, artırılmış geri bildirimin (örneğin, KR) sağlanmasının, öğrencinin bu geri bildirim kaynağına zararlı bir bağımlılık geliştirmesine neden olabileceğini varsayar. Bu, uygulama sırasında üstün performansa, ancak transferde düşük performansa yol açabilir - bu, zayıf motor öğrenmenin bir göstergesidir. Ek olarak, icracı geliştikçe, öğrenmeyi en üst düzeye çıkarmak için KR koşullarının icracının becerisine ve görevin zorluğuna göre uyarlanması gerektiği anlamına gelir (bkz. meydan okuma noktası çerçevesi ).

Öğrenme hipotezinin özgüllüğü

Öğrenme hipotezinin özgüllüğü, öğrenmenin en etkili olduğunu, uygulama oturumları, görevin yerine getirilmesi sırasında gerekli olanlara çok benzeyen çevre ve hareket koşullarını içerdiğinde - hedef beceri düzeyini ve performans bağlamını tekrarladığında - önerir. P. 194 Pratikte özgüllüğün yararının, öğrenilen spor veya beceri sırasında motor öğrenmenin fiziksel uygulama ile birleştirilmesinden kaynaklandığını öne sürer. P. 90 Daha önceki inanışların aksine, beceri öğrenimi, motor öğrenme ve fiziksel performansı değiştirerek, geri bildirim kaynaklarının birlikte çalışmasını sağlayarak gerçekleştirilir. Özellikle zor bir görev için öğrenme süreci, görev performansına ilişkin tüm ilgili bilgilerin entegre edildiği görevin bir temsilinin oluşturulmasıyla sonuçlanır. Bu temsil, görevi yerine getiren artan deneyimle sıkı bir şekilde bağlantılı hale gelir. Sonuç olarak, önemli bir bilgi kaynağının mevcut olduğu veya olmadığı bir uygulama döneminden sonra çıkarılması veya eklenmesi performansın bozulmasına neden olmaz. Alternatif motor öğrenme ve fiziksel uygulama, yalnızca fiziksel alıştırmanın aksine daha iyi olmasa da, sonuçta harika bir performansa yol açabilir.

fizyolojik yaklaşım

Beyincik ve bazal ganglion motorlu öğrenme için kritik öneme sahiptir. Uygun kalibre hareket için evrensel ihtiyacının bir sonucu olarak, Beyincik ve şaşırtıcı değildir Bazal ganglion yaygın boyunca korunduğu omurgalılar gelen balık için insanlarda .

Motor öğrenme yoluyla insan çok yetenekli davranışlar elde etme yeteneğine sahiptir ve tekrarlayan eğitim yoluyla bir dereceye kadar otomatiklik beklenebilir. Ve bu rafine bir süreç olsa da, basit davranışlarla ilgili çalışmalardan çok şey öğrenildi. Bu davranışlar arasında göz kırpma koşullandırma , vestibülo-oküler reflekste motor öğrenme ve kuş ötüşü yer alır . Deniz salyangozu Aplysia californica üzerinde yapılan araştırmalar, basit bir öğrenme biçiminin hücresel mekanizmaları hakkında ayrıntılı bilgi verdi.

Bir beyin-bilgisayar arayüzünün çalışması sırasında bir tür motor öğrenme meydana gelir . Örneğin, Mikhail Lebedev , Miguel Nicolelis ve meslektaşları yakın zamanda, beyin-makine arayüzü aracılığıyla kontrol edilen harici bir aktüatörün deneğin sinirsel temsiline dahil edilmesiyle sonuçlanan kortikal plastisiteyi gösterdiler .

Hücresel düzeyde, motor öğrenme , motor korteksin nöronlarında kendini gösterir . Kullanılması tek hücreli teknikleri kayıt Dr. Emilio Bizzi ve onun işbirlikçileri olarak bilinen belirli hücrelerin, davranışını göstermiştir " hafıza hücreleri ," uygulama ile değişiklik kalıcı uğrayabilir.

Motor öğrenme de kas-iskelet sistemi düzeyinde gerçekleştirilir. Vücuttaki her motor nöron bir veya daha fazla kas hücresini innerve eder ve bu hücreler birlikte motor ünite olarak bilinen şeyi oluşturur. Bir kişinin en basit motor görevi bile yapabilmesi için bu motor birimlerin binlerce aktivitesinin koordineli olması gerekir. Görünen o ki, vücut bu zorluğu, motor üniteleri, aktiviteleri birbiriyle ilişkili olan ünite modülleri halinde organize ederek hallediyor.

Düzensiz motor öğrenme

Gelişimsel koordinasyon bozukluğu

Gelişimsel koordinasyon bozukluğu (DCD) ile ilişkili bozukluklar , yeni motor becerilerin öğrenilmesindeki zorlukların yanı sıra sınırlı postüral kontrol ve sensorimotor koordinasyondaki eksiklikleri içerir. DCD'li çocukların karmaşık motor görevlerin performansını tek başına pratik yaparak geliştiremedikleri görülmektedir. Ancak, göreve özel eğitimin daha basit görevlerin performansını iyileştirebileceğine dair kanıtlar vardır. Bozulmuş beceri öğrenimi, beyin aktivitesiyle, özellikle de yetenekli motor alıştırmalarla ilişkili bölgelerdeki beyin aktivitesinin azalmasıyla ilişkilendirilebilir.

Apraksi

Rehabilitasyon genellikle uygulama ve/veya eğitim yoluyla kaybedilen becerilerin yeniden öğrenilmesi süreci olduğundan, motor öğrenme inme iyileşmesi ve nörorehabilitasyona uygulanmıştır. Rehabilitasyon klinisyenleri, uygulamayı bir müdahalede önemli bir bileşen olarak kullansalar da, motor kontrol ile motor öğrenme araştırma ve rehabilitasyon uygulaması arasında bir boşluk kalır. Yaygın motor öğrenme paradigmaları, bireylerin belirli kol hareketleri boyunca elde tutulan bir cihaza direnmeye teşvik edildiği robot kol paradigmalarını içerir. Motor öğrenme için bir diğer önemli kavram, bir müdahalede uygulanan miktar uygulamasıdır. Alınan eğitim miktarı ile belirli bir süre sonra hafızanın tutulması arasındaki ilişkiye ilişkin çalışmalar, araştırmalarda popüler bir odak noktası olmuştur. Aşırı öğrenmenin, uzun süreli akılda tutmada büyük gelişmelere ve performans üzerinde çok az etkiye yol açtığı gösterilmiştir. Motor öğrenme uygulaması paradigmaları, farklı uygulama programlarının farklılıklarını karşılaştırmış ve gerçek beyin iyileşmesinin yalnızca tekrar yoluyla ortaya çıkıp çıkmadığı belirsiz olduğundan, bir beceriyi yeniden öğrenmek için aynı hareketlerin tekrarının yeterli olmadığını öne sürmüştür. Kompanzasyon yöntemlerinin saf tekrar yoluyla geliştirilmesi ve kortikal değişiklikleri (gerçek iyileşme) ortaya çıkarmak için bireylerin daha zorlu görevlere maruz bırakılması önerilmektedir. Motor öğrenme ve rehabilitasyon uygulamasını uygulayan araştırma, felç popülasyonunda kullanılmıştır ve kol yeteneği eğitimi, kısıtlamaya bağlı hareket terapisi , elektromiyografla tetiklenen nöromüsküler stimülasyon, etkileşimli robot terapisi ve sanal gerçeklik tabanlı rehabilitasyonu içerir . Yakın zamanda yapılan bir iskemik koşullandırma çalışması, öğrenmeyi kolaylaştırmak için kan basıncı manşetinin şişirilmesi ve kola indirilmesi yoluyla iletildi. İnsanlarda ve hayvanlarda ilk kez, iskemik koşullandırmanın motor öğrenmeyi geliştirebileceğini ve geliştirmenin zamanla korunduğunu gösterdi. İskemik koşullandırmanın potansiyel faydaları, felçten çok diğer nöro, geriatrik ve pediatrik rehabilitasyon popülasyonlarına uzanır. Bu bulgular Global Medical Discovery haberlerinde yer aldı.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar