WikiDer > Закрепление двигательных навыков

Motor skill consolidation

Закрепление двигательных навыков представляет собой процесс трансформации моторных навыков из исходного хрупкого состояния, в котором они особенно подвержены нарушениям или потере, в более прочное или постоянное состояние.[1] Любой вновь сформированный двигательный навык, например обучение игре на музыкальном инструменте или регулировка шага бега, подлежит закреплению. Временной ход этого периода, в течение которого новые двигательные навыки могут нарушаться, составляет порядка нескольких часов.[1][2]

Различия между процедурной и декларативной памятью

Двигательные навыки, также известные как процедурные воспоминания, отличаются от декларативных воспоминаний, которые включают в себя воспоминания о событиях, людях, местах и ​​т. Д. Однако оба типа воспоминаний подвержены периоду консолидации, хотя нейронные механизмы, по-видимому, различаются. Некоторые из самых ранних свидетельств, указывающих на различие между процедурными и декларативными воспоминаниями, были получены от известного пациента-невролога. HM. При лечении тяжелой эпилепсии части височных долей HM, включая обе гиппокамп, были удалены. Это лишило его возможности формировать новые декларативные воспоминания (антероградная амнезия), в то время как его способность изучать новые двигательные задачи осталась неизменной.[3]

Двигательные навыки и внутренняя модель

Считается, что приобретение двигательных навыков требует изучения нового внутренняя модель динамики конечностей.[4][5] Например, чтобы потянуться за чашкой кофе, человек должен иметь неявное представление о массе своей руки и о том, как определенные модели мышечной активации изменят положение этой конечности. Общая модель для изучения моторного обучения и консолидации включает нарушения в выполнении задач с использованием роботизированных рук для передачи сил на конечность во время досягаемости, вынуждая субъекта изучать новые внутренние представления конечности для учета этих новых внешних сил.[4][6]

Роль сна в консолидации моторной памяти

Ряд недавних исследований начали демонстрировать важность сна в процессе консолидации как процедурных, так и декларативных воспоминаний.[7][8][9] Например, недавно было показано, что даже короткий 90-минутный сон после тренировки в умелой задаче пальцами предотвращает вмешательство через два часа после задания по сравнению с субъектами, которые не спали.[10] Во время ночного сна, Быстрый сон и медленный сон оба способствуют процессу консолидации моторной памяти за счет увеличения нейромодулирующий активности, а также регулярные колебания потенциала поля, такие как шпиндели сна (обзор Дикельманн и Борн, 2010 г.[11]).

Патологии и процессы, влияющие на консолидацию моторной памяти

Хотя точная нейронная основа консолидации двигательных навыков до конца не изучена, многие структуры, необходимые для этого процесса, были идентифицированы. Поскольку процесс обучения двигательному навыку требует как начального выполнения навыка, так и длительного хранения консолидированной памяти, задействована сложная сеть областей мозга, включая первичную моторную кору, мозжечок, префронтальную кору и базальный ганглий.[5][12][13][14] Учитывая, что консолидация двигательных навыков - это распределенный процесс, способность формировать новые процедурные воспоминания подвержена влиянию ряда процессов и патологий.

Болезни мозжечка

Мозжечок, и особенно кора мозжечка, имеет решающее значение для координации двигательной активности во время выполнения квалифицированных задач, а также для процесса стабилизации вновь сформированных двигательных навыков.[15] Повреждение мозжечка может происходить по ряду причин, включая травмы, алкоголизм, хронические дегенеративные заболевания, такие как оливопонтоцеребеллярная атрофияи генетические нарушения развития.[16][17]

болезнь Паркинсона

болезнь Паркинсона, что влияет на базальный ганглий, как было показано, вызывает нарушение способности закреплять новые двигательные навыки.[18] Например, когда пациенты с болезнью Паркинсона тестировались в задачах достижения силового поля, они демонстрировали значительно меньшее сохранение двигательных навыков, чем контрольная группа, во время более позднего тестирования.[19] Это указывает на важность базальных ганглиев, основной мишени болезни Паркинсона, в создании новых сенсорных / моторных карт, необходимых для долгосрочного сохранения моторных навыков.

Гладить

А Инсульт представляет собой повреждение объема ткани головного мозга в результате ограниченного кровоснабжения, которое часто является результатом закупорки кровеносных сосудов, ведущих к мозгу. Учитывая большое количество областей мозга, участвующих в приобретении двигательных навыков, удары, затрагивающие любую из этих областей, могут привести к дефициту консолидации двигательных навыков. Терапия инсульта была сосредоточена на модифицированных практических приемах, позволяющих повторно приобрести важные навыки после того, как повреждение произошло.[20]

Старение

Было показано, что старение влияет на декларативную консолидацию памяти, что, по-видимому, связано с нарушениями режима сна,[21] а также гиппокамп перерождение.[22] Однако старение, по-видимому, не оказывает прямого влияния на консолидацию моторных навыков, поскольку субъекты в возрасте до 95 лет демонстрируют способность сохранять вновь сформированные моторные навыки до двух лет после приобретения.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б Брашерс-Круг Т, Shadmehr R, Биззи Э., Консолидация в моторной памяти человека. Природа. 18 июля 1996 г .; 382 (6588): 252-5.
  2. ^ Press DZ, Casement MD, Pascual-Leone A, Robertson EM. Динамика автономного обучения двигательной последовательности. Brain Res Cogn Brain Res. 2005 сентябрь; 25 (1): 375-8.
  3. ^ Коркин С. Что нового у пациента с амнезией H.M.? Nat Rev Neurosci. 2002 Февраль; 3 (2): 153-60.
  4. ^ а б Вольперт, Д. М.; Гахрамани, З.; Иордания, М.И. (1995). «Внутренняя модель для сенсомоторной интеграции». Наука. Нью-Йорк. 269 (5232): 1880–2. Bibcode:1995Научный ... 269,1880 Вт. Дои:10.1126 / science.7569931. PMID 7569931.
  5. ^ а б Шадмер Р., Холкомб Х. Х. Нейронные корреляты консолидации моторной памяти. Наука. 1997 8 августа; 277 (5327): 821-5.
  6. ^ Ахмед А.А., Вольперт Д.М., Фланаган-младший. При манипулировании объектами используются гибкие представления динамики. Curr Biol. 2008 20 мая; 18 (10): 763-8.
  7. ^ Фишер С., Халльшмид М., Эльснер А.Л., Борн Дж. Сон формирует память для навыков пальцев. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2002, 3 сентября; 99 (18): 11987-91. Epub 2002 22 августа.
  8. ^ Уокер М.П., ​​Стикголд Р. Зависимое от сна обучение и консолидация памяти. Нейрон. 2004 30 сентября; 44 (1): 121-33.
  9. ^ Стикголд Р. Зависимая от сна консолидация памяти. Природа. 2005 27 октября; 437 (7063): 1272-8.
  10. ^ Корман М., Дойон Дж., Должански Дж., Кэрриер Дж., Даган Ю., Карни А. Дневной сон сокращает временной ход консолидации моторной памяти. Nat Neurosci. 2007 сентябрь; 10 (9): 1206-13. Epub 2007 12 августа.
  11. ^ Дикельманн С., Борн Дж., Функция памяти сна. Nat Rev Neurosci. 2010 Февраль; 11 (2): 114-26. Epub 2010 4 января.
  12. ^ Кракауэр Дж. В., Шадмер Р. Консолидация двигательной памяти. Trends Neurosci. 2006 Янв; 29 (1): 58-64. Epub 2005 14 ноября.
  13. ^ Миллер EK, Коэн JD. Интегративная теория функции префронтальной коры. Annu Rev Neurosci. 2001; 24: 167-202.
  14. ^ Паккард М.Г., Ноултон Б.Дж. Функции обучения и памяти базальных ганглиев. Annu Rev Neurosci. 2002; 25: 563-93. Epub 2002 27 марта.
  15. ^ Дидрихсен Дж., Верстинен Т., Леман С.Л., Иври РБ. Участие мозжечка в прогнозировании последствий собственных действий во время бимануальных движений. J Neurophysiol. 2005 февраль; 93 (2): 801-12. Epub 2004 8 сентября.
  16. ^ Кандел, Э., Шварц, Дж., И Джессел, Т. Принципы неврологии. 2000: Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.
  17. ^ Миллен К.Дж., Глисон Дж. Развитие и заболевание мозжечка. Curr Opin Neurobiol. 2008 Февраль; 18 (1): 12-9. Epub 2008 29 мая.
  18. ^ Дойон Дж. Обучение двигательной последовательности и двигательные расстройства. Curr Opin Neurol. 2008 августа; 21 (4): 478-83.
  19. ^ Кребс Х.И., Хоган Н., Хенинг В., Адамович С.В., Пойзнер Х. Процедурное моторное обучение при болезни Паркинсона. Exp Brain Res. 2001 декабрь; 141 (4): 425-37. Epub 2001 18 октября.
  20. ^ Krakauer JW. Моторное обучение: его значение для восстановления после инсульта и нейрореабилитации. Curr Opin Neurol. 2006 Февраль; 19 (1): 84-90.
  21. ^ Бакли TM, Schatzberg AF. Старение и роль оси и ритма HPA во сне и консолидации памяти. Am J гериатр психиатрии. 2005 Май; 13 (5): 344-52.
  22. ^ Ward MT, Oler JA, Markus EJ. Дисфункция гиппокампа при старении I: дефицит консолидации памяти. Neurobiol Aging. 1999 июль-август; 20 (4): 363-72.
  23. ^ Смит С.Д., Уолтон А., Лавленд А.Д., Умбергер Г.Х., Крисцио Р.Дж., Гэш Д.М. Воспоминания, которые сохраняются в старости: обучение двигательным навыкам и сохранение памяти. Neurobiol Aging. 2005 июн; 26 (6): 883-90.