Dvostruka disocijacija između štednje i dugotrajnog pamćenja u motoričkom učenju 1. dio

Abstract

Uspomene je lakše ponovo naučiti nego učiti od nule. Za ovu prednost, poznatu kao ušteda, široko se pretpostavljalo da je rezultat ponovnog pojavljivanja stabilnih dugoročnih sjećanja. Prisustvo uštede često se koristilo kao marker za to da li je memorija konsolidovana.

Učenje i pamćenje su usko povezani, uzrokujući jedno drugo. Memorija učenja odnosi se na određena znanja i vještine koje ljudi formiraju tokom učenja. Ljudi mogu koristiti ovo znanje i vještine za rješavanje različitih problema i izazova. Memorija se odnosi na sposobnost ljudi da pohranjuju, preuzimaju i reprodukuju informacije.

Kada su sposobnosti učenja i pamćenja nedovoljne, ljudi će zaboraviti znanje i vještine koje su naučili i ne mogu ih primijeniti u stvarnom životu. To će također uticati na njihov akademski i razvoj karijere. Stoga je vrlo važno unaprijediti vlastite sposobnosti učenja i pamćenja.

Kako poboljšati sposobnost učenja i pamćenja? Prije svega, morate savladati ispravne metode i tehnike učenja. Na primjer, možete koristiti metode memorije kao što su klasifikacija i asocijacija. Istovremeno, morate obratiti pažnju na redovnost učenja i nastojati da učite u određeno vrijeme i na određenom mjestu. Drugo, morate održavati zdrav životni status u životu, raditi više fizičkih vježbi, jesti uravnoteženu ishranu itd., što može poboljšati vaše pamćenje. Konačno, kontinuirano učenje i razmišljanje, te kontinuirano poboljšanje nečijih kognitivnih sposobnosti i sposobnosti razumijevanja također su ključ za poboljšanje sposobnosti učenja i pamćenja.

Ukratko, poboljšanje sposobnosti učenja i pamćenja je veoma važno za pojedince. Savladavanjem ispravnih metoda učenja, održavanjem statusa zdravog života i stalnim učenjem i razmišljanjem, možete poboljšati svoje sposobnosti učenja i pamćenja i postaviti čvrst temelj za svoj budući razvoj. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa proizlazi iz različitih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući kiselinu, polisaharide, flavonoide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na saznajte 10 načina za poboljšanje memorije

Međutim, nedavna otkrića su pokazala da se stopa motoričkog učenja može sistematski kontrolirati, pružajući mehaničku alternativu ponovnom nastanku stabilnog dugoročnog pamćenja. Štaviše, nedavni rad je izvijestio o suprotstavljenim rezultatima o tome da li su implicitni doprinosi uštedi u motoričkom učenju prisutni, odsutni ili obrnuti, što sugerira ograničeno razumijevanje osnovnih mehanizama.

Da bismo razjasnili ove mehanizme, istražujemo odnos između štednje i dugoročne memorije eksperimentalnim seciranjem temeljnih sjećanja zasnovanih na kratkoročnoj (60) vremenskoj postojanosti.

Komponente motoričke memorije koje su vremenski postojane na 60 s mogu doprinijeti stabilnoj, konsolidovanoj dugoročnoj memoriji, dok vremenski nestabilne komponente koje su se već raspale za 60 s ne mogu. Iznenađujuće, otkrili smo da vremenski promjenjivo implicitno učenje dovodi do uštede, dok vremenski postojano učenje ne, ali da vremenski postojano učenje vodi do dugotrajnog pamćenja u 24 sata, dok temporalno promjenjivo učenje ne.

Ova dvostruka disocijacija između mehanizama za štednju i formiranje dugotrajne memorije dovodi u pitanje široko rasprostranjene pretpostavke o povezanosti uštede i konsolidacije memorije.

Štaviše, nalazimo da uporno implicitno učenje ne samo da ne doprinosi uštedi, već proizvodi i suprotan efekat protiv štednje i da međudjelovanje između ove vremenski uporne antiuštede i vremenski promjenjive štednje pruža objašnjenje za nekoliko naizgled suprotstavljenih nedavnih izvještaja o tome da li je implicitno doprinosi štednji su prisutni, odsutni ili obrnuti.

Konačno, krivulje učenja koje smo promatrali za stjecanje vremenski promjenjivih i vremenski postojanih implicitnih sjećanja pokazuju koegzistenciju implicitnih sjećanja s različitim vremenskim tokovima, dovodeći u pitanje tvrdnju da bi modeli učenja i procjene zasnovanog na kontekstu trebali zamijeniti modele adaptivnih procesa s različitim brzinama učenja. . Zajedno, ova otkrića pružaju novi uvid u mehanizme uštede i formiranja dugoročnog pamćenja.

Uvod

Uspomene, i deklarativne i proceduralne, lakše je naučiti nego učiti od nule. Ova prednost, poznata kao ušteda, prvi put je cijenjena u glavnom radu Hermanna Ebbinghausa [1], u kojem je primijetio da je ponovno učenje zaboravljene liste riječi brže od učenja. spisak romana.

Uštede su od tada demonstrirane u mnoštvu različitih paradigmi, uključujući kognitivne zadatke kod ljudi [2,3], operantno kondicioniranje kod životinja [4–6] i motoričke zadatke neljudi kao što su adaptacija sakade [7], adaptacija polja sile [ 8–11], vizuomotorna adaptacija [12–21] i adaptacija hoda [22,23].

Prethodna istraživanja su općenito tvrdila da uštede proizlaze iz opoziva prethodno konsolidovane dugotrajne memorije [14,24,25].

Sposobnost formiranja trajnih dugoročnih sjećanja jedna je od najznačajnijih bioloških sposobnosti, s tim da neka sjećanja traju cijeli život uprkos neprestanoj neuralnoj plastičnosti.

Stariji Danci prisjetili su se svakodnevnih detalja – kao što je vrijeme – oko vijesti o invaziji i oslobođenju njihove zemlje tokom Drugog svjetskog rata više od 50 godina kasnije [26], a sličnih primjera sjećanja na šokantne i/ili posljedične događaje ima u izobilju [27–29]. Ljudi prepoznaju drugove iz srednje škole decenijama kasnije [30], prećutno koriste sintetička gramatička pravila godinama nakon obuke [31] i identifikuju određene slike mesecima [32] ili čak godinama [33] kasnije. Dugoročna sjećanja nastaju konsolidacijom, procesom vođenim molekularnim mehanizmima koji olakšavaju sinaptičku aktivnost [34,35] i mogu biti posredovani kroz hipokampus [36,37].

U motoričkim zadacima, prisustvo ili odsustvo samo uštede često se uzimalo kao lakmus test da li je prethodno uvežbano pamćenje konsolidovano, u vremenskim razmacima od sati do meseci [14,24,25].

Shodno tome, u smislu temeljnih mehanizama, nadalje se sugerira da uštede rezultiraju iz sljedećeg: (1) demaskiranja procesa učenja sa sporijim učenjem i snažnog zadržavanja u modelu učenja sa više stopa[10]; (2) prebacivanje zasnovano na kontekstu ili relevantnosti između takvih višestrukih sporih procesa, od kojih je svaki specifičan za različitu memoriju [38–41]; ili (3) vraćanje u pamćenje prethodno naučenog motoričkog plana koji je bio pojačan uspjehom ili pukim ponavljanjem [16,42].

Svi ovi predloženi mehanizmi fokusirani su na uštedu kao manifestaciju latentne, stabilne, konsolidirane motoričke memorije koja je otporna i na smetnje i na protok vremena.

U skladu s ovom idejom, nedavno, ali utjecajno gledište sugerira da uštede u motoričkoj adaptaciji posebno proizlaze iz prizivanja eksplicitne strategije [18,43,44], dok implicitna komponenta vizuomotoričkog učenja ne doprinosi uštedi [44].

Ove studije su pružile jasne dokaze za eksplicitnu štednju, ali paradigme koje su koristile izazvale su malo implicitne adaptacije, ograničavajući moć procjene implicitne štednje. Novije studije, koje su izazvale veću implicitnu adaptaciju, dovele su do različitih nalaza, zaključujući da je implicitna adaptacija ili brža tokom ponovnog učenja [19,20] ili sporija [45].

Studije Avrahama [45] i Alberta [20] su od posebnog interesa, jer su oboje dizajnirane da izoluju implicitnu adaptaciju (iako koristeći različite paradigme), a ipak su došle do suprotnih zaključaka.

Šta bi moglo objasniti ovo očigledno neslaganje? Postoji mogućnost da implicitna adaptacija ne mora biti monolitna. Može se sastojati od različitih komponenti koje se ponovo uče različitim brzinama i različito izazivaju u ovim različitim paradigmama.

Intrigantna alternativa mehanizmima zasnovanim na prisjećanju je da uštede proizlaze iz promjena u stopi učenja [11,15,23], što je ideja pojačana nedavnim radom koji je pokazao da je stopa po kojoj se učenje dešava sistematski modulirana specifičnim karakteristikama okruženja za učenje.

Ove karakteristike uključuju količinu varijabilnosti relevantne za zadatak prisutne prije učenja [46,47], ravnotežu između senzorne nesigurnosti i nesigurnosti u procjeni stanja [48,49], prethodnu izloženost perturbacijama koje karakterizira slična struktura kovarijacije između parametara učenja [50,51] , prethodno izlaganje sličnim motoričkim greškama [21,52] i konzistentnost okruženja za učenje od pokušaja do pokušaja [53,54].

Konkretno, okruženja visoke konzistentnosti, u kojima perturbacije imaju tendenciju da traju od jednog pokušaja do drugog i tako daju veću predvidljivost nametnutoj perturbaciji, mogu snažno povećati stope učenja (do 3×). Ovo je kritičan nalaz što se tiče proučavanja štednje: paradigme prilagođavanja koje se koriste za proučavanje štednje obično se sastoje od iste perturbacije koja je aktivna za veliki broj pokušaja (obično 60 do 120), što rezultira vrlo konzistentnim greškama, koje bi u to dovodi do snažno povećane stope učenja [52–55].

Ovaj mehanizam bi mogao dovesti do ušteda omogućavajući brže ponovno učenje kratkoročne memorije, za razliku od ponovnog pojavljivanja dugoročne, stabilne memorije. Ovo je u skladu s nedavnim rezultatima koji ukazuju da prethodno iskustvo s greškama visoke konzistentnosti, za razliku od ponavljanja uspješnih radnji, vodi do ušteda [21].

Ovdje upoređujemo mehanizme koji dovode do uštede i one koji dovode do formiranja stabilne, dugotrajne motoričke memorije.

Pretpostavili smo da bi seciranje motoričke adaptacije na specifične memorijske komponente zasnovane na vremenskoj postojanosti moglo baciti svjetlo na ove mehanizme. Koristimo kratka vremenska kašnjenja 60- da bismo secirali cjelokupnu adaptaciju na 2 komponente: vremenski promjenjivu adaptaciju, koja bi se raspala tokom ovog vremenskog kašnjenja, i vremenski upornu adaptaciju, koja bi preživjela kašnjenje [56–59].

Budući da se raspada za samo 60 s, vremenski promjenjiva adaptacija ne bi dovela do dugoročnog pamćenja koje je povezano sa stabilnošću u vremenskim skalama koje su za redove veličine veće [9,25,60]. Stoga bi mehanizmi koji dovode do dugoročnog pamćenja bili sadržani u vremensko-trajnoj adaptaciji, pa bi uštede zavisne od konsolidacije predviđale brže učenje samo za vremensko-trajnu adaptaciju.

Suprotno tome, ako bismo pronašli brže ponovno učenje samo za vremenski promjenjivu adaptaciju, to bi ukazivalo na mehanizam uštede koji nije vođen dugotrajnom memorijom.

Zanimljivo je da otkrijemo da uštede nisu vođene ponovnim pojavljivanjem vremenski trajnih motoričkih sjećanja, već umjesto toga bržim ponovnim učenjem vremenski promjenjivih sjećanja. Nastavljamo da otkrivamo da ova vremenski nestabilna sjećanja odgovorna za uštede u našoj paradigmi predstavljaju implicitnu, a ne eksplicitnu adaptaciju.

Međutim, kada mjerimo dugotrajno zadržavanje vremenski postojanih i vremenski promjenjivih komponenti, otkrivamo da je to vremenski postojana adaptacija, a ne vremenski promjenjiva adaptacija koja vodi do dugoročnog pamćenja. Zajedno, ovi nalazi pokazuju jasnu dvostruku disocijaciju između štednje i dugoročne memorije.

Rezultati

Dizajnirali smo skup eksperimenata kako bismo razjasnili mehanizme za štednju i dugoročnu memoriju i istražili odnos između njih. Počeli smo istraživanjem da li je ušteda, brže ponovno učenje prethodno naučene adaptacije, vođena ponovnim pojavljivanjem prethodno konsolidovane, vremenski postojane memorije, ili sklonošću bržem sticanju prolazne, vremenski nestabilne memorije.

Konkretno, stvorili smo paradigmu za seciranje početne adaptacije, ispiranja adaptacije i uštede u ponovnoj adaptaciji na vremenski postojane i vremenski nestabilne komponente.

Prvo smo istražili dinamiku kojom se vremenski uporne i vremenski promjenjive uspomene raspadaju tokom perioda ispiranja nakon početne adaptacije, jer uštede mogu proizaći iz nepotpunog ispiranja komponente adaptacije [10,61]. Ovo nam je omogućilo da uporedimo stope neučenja za vremenski upornu i vremenski promenljivu adaptaciju tokom ispiranja, i kritički, da izmerimo početnu vrednost i vremenski upornih i vremenski promenljivih sećanja pre ponovne adaptacije kako bi se uštede mogle precizno proceniti za oba.

Zatim smo ispitali kako uštede zavise od vremenski postojanih i vremenski promjenjivih sjećanja mjerenjem ušteda odvojeno za ove 2 komponente motoričke adaptacije, što nam omogućava da utvrdimo da li je jedna od ovih memorija posebno odgovorna za uštede.

Zatim smo istražili da li je dugoročno pamćenje, mjereno kao zadržavanje prethodno obučene adaptacije 24 sata kasnije, povezano s vremenski postojanom ili vremenski promjenjivom komponentom adaptacije.

Mjerenje vremenski promjenjivih i vremenski postojanih doprinosa štednji

Za eksperimente 1 i 2 regrutovali smo N=40 subjekata i obučili ih na 30˚ vizuomotorotu (VMR) [12,13,15–18,62–64] (Slike 1A i 1B). Nakon 80 pokušaja inicijalne obuke, ispitanici su testirani na uštedu nakon kratkog (40-probnog) perioda ispiranja, za koji je ranije prijavljeno da je dovoljan za ispiranje ukupne VMR adaptacije [15], ili duže ({{ 15}}probni) period ispiranja koji smo koristili da postignemo definitivnije ispiranje.

Također smo koristili podatke iz ovog 800-probnog ispiranja da pratimo vremenski tok odučavanja i za vremenski postojane i za vremenski promjenjive komponente adaptacije; ovo odučavanje bi obuhvatilo i aktivno odučavanje (tj. ponovno učenje osnovnog ponašanja) i prirodno probno-totrialno raspadanje adaptacije [17,65–68].

Svaki subjekt je doživio oba tipa trajanja ispiranja nakon treninga (vidi Sliku 1C). U eksperimentu 1 (N=20), prvi je predstavljen kratki period ispiranja, a drugi dugi period ispiranja. U eksperimentu 2 (N=20), ovaj redoslijed je preokrenut (slika 1C, za detaljan opis pogledajte Materijali i metode).

Tokom ovih eksperimenata – i za vrijeme učenja i za ispiranje – povremeno smo ubacivali 1-min kašnjenja koja bi omogućila vremenski promjenjivu adaptaciju na propadanje.

Budući da1-min kašnjenja, nametnuli smo količinu od 2,5 do 4 puta vremenske konstante za raspad vremenski promjenjive adaptacije [56–58], očekivalo bi se otprilike 95% raspada promjenjive adaptacije, što bi efektivno izoliralo vremenski postojanu adaptaciju .

Operativno smo definisali vremensko upornu adaptaciju kao prilagođavanje izmereno tokom pokušaja nakon kašnjenja i vremenski promenljivu adaptaciju kao razliku između ukupne adaptacije (sama uzeta kao prosečna adaptacija u 2 prethodna i 2 naredna ispitivanja bez odlaganja) i vremenski uporne adaptacije (Sl. 1D, također pogledajte Materijali i metode).

For more information:1950477648nn@gmail.com