En dobbelt dissociation mellem besparelser og langtidshukommelse i motorisk læring, del 4

Sammenfattende finder vi i eksperiment 4, at øget tidsmæssigt vedvarende tilpasning er forbundet med stærkere langtidshukommelse, hvorimod øget tidsmæssigt flygtig tilpasning ikke gør det.

Persistens tilpasning og hukommelse er tæt forbundet. Når den menneskelige krop og hjerne står over for nye udfordringer, skal den tilpasse sig nye miljøer og situationer. Hver tilpasning forårsager nogle ændringer i kroppen og hjernen, som kaldes vedvarende tilpasninger.

Vedvarende tilpasninger er meget almindelige i den biologiske verden. Når dyr som geder klatrer op i stejle bakker, bliver deres muskler stærkere. Når en musiker spiller på et strengeinstrument, bliver hans fingre mere fleksible. Disse er eksempler på vedvarende tilpasninger. Hjernen er ingen undtagelse. Når vi lærer og træner flere gange, danner hjernen nye neurale forbindelser, som forbedrer vores hukommelse markant.

Mellem forskellige neuroner dannes nye små strukturer kaldet synapser. Information sendes fra neuron til neuron gennem synapser. Når vi gennemgår en ny oplevelse eller gentager en opgave flere gange, omarrangeres og vokser synapserne i hjernen, hvilket gør det lettere for os at huske relevant information. Hver gang vi husker det, udløses synapserne igen, hvilket uddyber vores hukommelse og får den til at holde længere. Dette er grunden til, at gentagen praksis og hyppig genkaldelse er afgørende for indlæring og hukommelse.

Holdbare tilpasninger ændrer ikke kun vores kroppe og hjerner, men de ændrer også den måde, vi tænker på, og forbedrer vores udholdenhed og selvtillid. At have en stærk krop og hjerne er, hvad vi hver især har brug for. Gennem god træning kan vi styrke vores krops og hjernes tilpasningsevne og forbedre vores kvaliteter, hvilket vil gøre os sundere og mere succesfulde.

Sammenfattende er vedvarende tilpasning og hukommelse tæt forbundet. Hver tilpasning ændrer vores neurale forbindelser og forbedrer vores evne til at huske. Gennem regelmæssig praksis og genkaldelse kan vi uddybe disse minder og tilpasningsevne og forbedre kvaliteten af ​​vores kroppe og hjerner. At have et stærkt sind og krop er en forudsætning for succes og lykke. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf en er at forbedre hukommelsen. Effektiviteten af ​​hakket kød kommer fra de forskellige aktive ingredienser, det indeholder, herunder syre, polysaccharider, flavonoider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed på forskellige måder.

Klik på Kend korttidshukommelse, hvordan du forbedrer

Dette står i skarp kontrast til forsøg 1 og 2, hvor vi fandt, at tidsmæssigt flygtig tilpasning var forbundet med besparelser, hvorimod tidsmæssigt vedvarende tilpasning ikke var det. Tilsammen viser disse resultater en slående dobbelt dissociation mellem bidragene fra tidsmæssigt vedvarende og tidsmæssigt flygtig læring til langtidshukommelse og besparelser.

For endnu mere direkte at sammenligne de 2 bidrag til denne dobbelte dissociation, blev der henvendt til besparelsesdataene fra forsøg 1 og 2 og udført en bivariat analyse af de interindividuelle forskelle i overordnede besparelser baseret på niveauerne af tidsmæssigt flygtig og tidsmæssigt vedvarende læring under genoptræning ( se Materialer og metoder for detaljer).

Denne bivariate regressionsanalyse er analog med den, der udføres på {{0}}timeretentionsdataene ovenfor og er illustreret i fig. 6C og 6D, i parallelt format til fig. 6A og 6B. Tilføjelse af tidsmæssigt flygtig læring som en anden regressor efter tidsmæssigt vedvarende læring resulterede i en signifikant forbedring af evnen til at forklare besparelser (R2 steg fra 0.0% til 13.8% svarende til en delvis R2 på 13.8%, F(37, 1)=5.9, s.=0.0198).

Vi bemærker her, at denne p-værdi svarer til den variansreduktion, der er forbundet med at tilføje tidsmæssigt flygtig læring til regressionen og svarer til, at en to-halet test for dens regressionshældning er ikke-nul. Hvis en en-halet test således havde i stedet blevet brugt, i tråd med ideen om at teste for et signifikant positivt forhold mellem besparelser og indledende tidsmæssigt flygtig læring, ville dets værdi have været<0.01. 

I modsætning hertil resulterede tilføjelse af tidsmæssig vedvarende læring som en sekundærregressor efter tidsmæssigt flygtig læring ikke i nogen signifikant forbedring af evnen til at forklare besparelser (R2 steg fra 13,7 % til 13,8 %, svarende til en delvis R2 på 0,2 %, F(37,1)=0.1, p=0.81).

Resultaterne fra denne regressionsanalyse viser, at interindividuelle forskelle i den tidsmæssigt flygtige, men ikke den tidsmæssigt vedvarende komponent af indledende læring, er forbundet med individuelle forskelle i mængden af ​​besparelser under genlæring. Dette føjer til beviserne illustreret i fig. 3, opsummeret i fig. 6E, at tidsmæssigt flygtig læring viser besparelser, mens tidsmæssigt vedvarende læring ikke gør det.

Diskussion

Her sammenlignede vi de mekanismer, der er ansvarlige for besparelser og langtidshukommelse i menneskelig motorisk læring, og fandt ud af, at tidsmæssigt flygtig tilpasning fører til besparelser, og at tidsmæssig vedvarende tilpasning fører til langtidshukommelse.

Da vi dissekerede adaptive responser i tidsmæssigt vedvarende og tidsmæssigt flygtige komponenter ved hjælp af 60-s forsinkelser (fig. 1), fandt vi ud af, at temporalt vedvarende hukommelser udvaskede 4 til 20 gange langsommere end tidsmæssigt flygtige hukommelser (fig. 2), hvilket efterlod en betydelig tidsmæssigt vedvarende rest selv efter 100 udvaskningsforsøg (se fig. 2), hvor den samlede tilpasning for længst var udvasket til nul.

Dette tyder på, at de korte udvaskningsperioder på 11 til 100 forsøg pr. trænet bevægelsesretning, der blev brugt i flere tidligere undersøgelser til at udvaske overordnet tilpasning [13,15,16,18,24, 64] sandsynligvis ville have undladt at udvaske denne tidsmæssigt vedvarende tilpasning.

Vi kontrollerede derfor for effekten af ​​resterende tidsmæssigt vedvarende tilpasning, enten eksperimentelt med en forlænget 800-prøveudvaskningsperiode, som kunne eliminere den, eller analytisk med passende baseline subtraktion og normalisering, hvilket gav os mulighed for nøjagtigt at vurdere besparelser.

Med denne kontrol fandt vi konsekvent signifikant større besparelser for tidsmæssigt flygtige end tidsmæssigt vedvarende tilpasning (fig. 3 og 6). Mens tidsmæssigt flygtig tilpasning viste besparelser ved at vise genlæring, der var konsekvent hurtigere end indledende læring, viste tidsmæssigt vedvarende tilpasning bemærkelsesværdigt anti-besparelse-visningsgenlæring, der var betydeligt langsommere end indledende læring både i de overordnede data og specifikt i 800-forsøgsperioden udvaskningstilstand, hvor fuldstændig udvaskning af både vedvarende og flygtig læring fandt sted, hvilket gør det muligt at måle besparelser mest rent. Tidsmæssigt vedvarende læring var også nominelt langsommere, men ikke signifikant, i 40-forsøgsudvaskningsdataene.

Bemærkelsesværdigt fandt vi, at besparelser i tidsmæssigt flygtig tilpasning var tilstrækkelig store til at overvinde anti-besparelserne ved vedvarende tilpasning og stadig give robuste besparelser på overordnet tilpasning. Desuden fandt vi ud af, at de tidsmæssigt flygtige besparelser, vi observerede, skyldtes implicit snarere end eksplicit læring (fig. 4).

Vores data tyder således på, at besparelser i overordnet tilpasning er afledt af implicit, tidsmæssigt-flygtig tilpasning, hvilket repræsenterer en øget tilbøjelighed til hurtigere at danne en tidsmæssigt flygtig hukommelse, snarere end genfremkomsten af ​​tidsmæssigt vedvarende hukommelse.

Da vi dissekerede tilpasning i flygtige og vedvarende komponenter for at undersøge mekanismerne for langtidshukommelse, fandt vi en stærk positiv sammenhæng mellem 24-timeretention og tidsmæssigt vedvarende, men ikke tidsmæssigt flygtig tilpasning (fig. 5 og 6). Tilsammen viser vores resultater. for besparelser og 24-timers fastholdelse afgrænser en kraftig dobbelt dissociation, hvorved tidsmæssig vedvarende læring fører til langtidshukommelse, men ikke besparelser, og tidsmæssigt flygtig læring fører til besparelser, men ikke langtidshukommelse.

Da vi dissekerede tilpasning i flygtige og vedvarende komponenter for at undersøge mekanismerne for langtidshukommelse, fandt vi en stærk positiv sammenhæng mellem 24-timeretention og tidsmæssigt vedvarende, men ikke tidsmæssigt flygtig tilpasning (fig. 5 og 6).

Tilsammen afgrænser vores resultater for besparelser og 24-timeretention en kraftig dobbelt dissociation, hvorved tidsmæssig vedvarende læring fører til langtidshukommelse, men ikke besparelser, og tidsmæssigt flygtig læring fører til besparelser, men ikke langtidshukommelse.

Sammenstillingen mellem besparelser i tidsmæssigt flygtige og tidsmæssigt vedvarende tilpasning forklarer forskelle i besparelser på tværs af tidligere undersøgelser

Vores resultater giver en løsning på den tilsyneladende uoverensstemmelse mellem tidligere undersøgelser, der isolerede implicitte besparelser i tilpasning, men fandt enten anti-besparelser [45] eller besparelser [20].

Det paradigme, der blev brugt i den tidligere undersøgelse, fremmede sandsynligvis tidsmæssigt vedvarende implicit tilpasning, som vi her finder at vise anti-besparelser, fordi sammenlignet med de nuværende resultater, der kun brugte 1 bevægelsesretning, ville mangfoldigheden af ​​anvendte bevægelsesretninger dramatisk øge den tidsmæssige afstand mellem de samme retningsbevægelser , hvilket begrænser tidsmæssigt flygtig tilpasning - selvom omfanget af denne effekt desværre er vanskeligt at evaluere endeligt, fordi tidsintervallerne mellem forsøgene ikke blev eksplicit rapporteret i undersøgelsen.

I modsætning hertil ville det hurtige paradigme, der blev brugt i sidstnævnte undersøgelse, tillade større akkumulering af tidsmæssigt-flygtig tilpasning, som her finder vi at vise nok besparelser til at overvinde anti-besparelser i tidsmæssigt vedvarende tilpasning. Andre faktorer kan også have påvirket balancen mellem tidsmæssigt flygtige og tidsmæssigt vedvarende komponenter til at drive besparelserne versus anti-besparelser observeret i disse 2 undersøgelser.

Denne effekt, hvorved tidsmæssigt flygtige besparelser ville blive reduceret, når et større antal målretninger er til stede i eksperimentdesignet, fordi tidsintervaller mellem forsøg i samme retning ville stige og tvinge tidsmæssigt flygtige tilpasning til at henfalde i højere grad, ville også forudsige reducerede besparelser, selv i undersøgelser, der ikke isolerede implicit tilpasning.

Denne forudsigelse er faktisk bekræftet i tidligere arbejde, hvor undersøgelser, der bruger 4- til at 8-målrette mod paradigmer, finder enten mindre udtalte besparelser [13,19] eller slet ingen besparelser [24], mens undersøgelser, der bruger {{5 }}mål- eller 2-målparadigmer [15,17,18], der viser betydelige besparelser.

Givet den cirka 20 s tidskonstant, der observeres for henfaldet af tidsmæssigt flygtig tilpasning under VMR-indlæring [56-58], ville det ret hurtige 3-s inter-forsøgsinterval i vores undersøgelse tillade næsten fuldstændigt (86 %) overførsel af tidsmæssigt flygtig tilpasning fra et forsøg til det næste, hvorimod den 8-dobbelte stigning i inter-forsøgsintervaller, der forventes for en 8-målundersøgelse med lignende forsøgsstimulering, kun ville tillade 30 % overførsel.

Dette ville dramatisk reducere effekten af ​​tidsmæssigt flygtige opsparinger.

En ufuldstændig udvaskning kan forurene vurderingen af ​​besparelser

Vores eksperimenter afslørede, at tidsmæssigt vedvarende tilpasning kræver en overraskende lang periode at udvaske et godt stykke over 100 forsøg og meget længere end en samlet tilpasning, der kombinerer flygtige og vedvarende komponenter og effektivt vaskes ud på kun 20 til 40 forsøg (fig. 2). Dette sker, fordi en negativ tidsmæssigt flygtig tilpasning virker til at maskere den vedvarende tidsmæssigt vedvarende komponent efter 20 til 40 udvaskningsforsøg.

Derfor, hvis udvaskningen af ​​tidsmæssigt vedvarende tilpasning ikke er specifikt målt, er det let at få det falske indtryk, at en kort blok på 20 til 40 forsøg er tilstrækkelig til at udvaske al tilpasning, således at ægte besparelser - som refererer til genlæring efter en fuldstændig udvaskning af al tilpasning - kan måles rent. De fleste opsparingsundersøgelser, vi undersøgte, brugte udvaskningsperioder langt under, hvad der ville være nødvendigt for en fuldstændig udvaskning af tidsmæssigt vedvarende tilpasning[13,15,16,18,24,64] - en bemærkelsesværdig undtagelse er en nylig [45] undersøgelse, der anvendte en langudvaskning periode med flere pauser, der undersøgte for resterende tidsmæssigt vedvarende tilpasning.

En ufuldstændig udvaskning af tidsmæssigt vedvarende tilpasning ville føre til tilsyneladende besparelser på grund af afsløringen af ​​denne vedvarende hukommelse under genlæring som forudsagt af en multi-ratelearning-model [10], hvilket forurener vurderingen af ​​sande besparelser.

Selv Zarahn og kolleger [15], hvor den primære påstand var, at besparelser var til stede efter den fuldstændige udvaskning af alle tilpasningskomponenter, således at de besparelser, de fandt, ikke kunne forklares med tilsyneladende besparelser på grund af afsløringen af ​​en langsomt henfaldende læreproces, blev kun brugt 40 forsøg, hvilket betyder, at de besparelser, de observerede, næsten helt sikkert inkluderede tilsyneladende besparelser fra ufuldstændig udvaskning af tidsmæssigt vedvarende tilpasning.

Inspektion af Zarahn og kollegernes data afslører, at besparelser ved forsøg 10 (det tidspunkt, hvor vi fandt maksimale besparelser) var omkring 20% ​​af forstyrrelsesstørrelsen. Vi finder dog, at den korte 40-forsøgsudvaskning, som de brugte, resulterede i et resterende niveau for temporalt vedvarende tilpasning, der var omkring 15 % af forstyrrelsesstørrelsen, hvilket tyder på, at de fleste af de besparelser, de observerede, var tilsyneladende besparelser.

De aktuelle resultater fra 800-forsøgsudvaskningsdataene, hvor tidsmæssigt vedvarende tilpasning blev elimineret, viser dog klare beviser for de sande besparelser, som Zarahn og kolleger antog.

Det er desværre umuligt at vide præcist, hvor meget af de besparelser, som undersøgelsen rapporterede, skyldtes ufuldstændig udvaskning på grund af paradigmatiske forskelle, især deres brug af en 45-grad snarere end en 30-grad VMR-forstyrrelse, der kan har øget eller mindsket graden, hvormed deres udvaskning var ufuldstændig, eller mængden af ​​sande besparelser til stede.

Implicitte besparelser er ikke resultatet af tilbagekaldelse af en konsolideret motorhukommelse

Vores resultater, der adskiller besparelser fra langtidshukommelsen og viser, at besparelser er drevet af tidsmæssige, flygtige snarere end tidsmæssigt vedvarende minder, hæver den udbredte opfattelse af, at den hurtigere genlæring, der karakteriserer besparelser, er resultatet af tilbagekaldelsen af ​​en tidligere konsolideret, stabil motorisk hukommelse [8 ,9,14,16,17,19,43,84,85].

Mens besparelser er blevet taget som en lakmustest for konsolidering af motorisk hukommelse 1, 2 eller endda 7 dage efter træning [13,24], finder vi her, at besparelser primært er drevet af den tidsmæssigt flygtige komponent af tilpasning, som henfalder over 1 min eller mindre.

Disse tidsmæssigt flygtige besparelser kunne ikke opstå fra en konsolideret hukommelse om tidligere tilpasning, da enhver hukommelse, der er solid nok til at overleve den timelange 800-prøveudvaskningsperiode i vores eksperimenter, helt sikkert ville være stabil i forhold til tidens gang i løbet af minut- lange forsinkelser i vores eksperiment brugt til at definere tidslabilitet.

Vores resultater indikerer således, at besparelser ikke er drevet af en konsolideret hukommelse af det tilpassede motoroutput, i overensstemmelse med den dobbelte dissociation mellem besparelser og langtidshukommelse, som vi demonstrerer.

I modsætning hertil er de besparelser, vi observerer, drevet af en øget indlæringshastighed for adaptive, men tidsmæssigt flygtige ændringer i motoroutput fra et forsøg til det næste, når man oplever den samme forstyrrelse igen efter udvaskning.

Selvom evnen til at etablere denne stigning i indlæringshastigheden kan betragtes som en form for konsolideret hukommelse, da den er langvarig og må stole på aplastisk forandring drevet af erfaring, er denne evne meget forskellig fra den sædvanlige opfattelse af en konsolideret motorisk hukommelse, hvor de trænede handlinger sig selv huskes.

Vores resultater stemmer således overens med en model, hvor implicitte besparelser er baseret på en evne til at forbedre tilpasningen af ​​handlinger, snarere end en erindring om selve handlingerne. Det er dog vigtigt at påpege, at vores resultater ikke viser, at konsoliderede erindringer ikke dannes eller eliminerer muligheden for, at de bidrager til besparelser.

Eksplicitte besparelser kan for eksempel være drevet af konsolideret eksplicit hukommelse. Selv i vores implicitte tilpasningsdata, for hvilke tidsmæssigt vedvarende genlæring viser anti-besparelser, kan vi ikke udelukke muligheden for, at en konsolideret temporalt vedvarende hukommelsessubkomponent eksisterer og bidrager til besparelser, men at denne effekt overvældes af en større anti-besparelseseffekt fra en anden underkomponent.

I stedet viser vores resultater, at konsoliderede hukommelser ikke er nødvendige for besparelser.

For more information:1950477648nn@gmail.com