Закрепление двигательных навыков

Консолидация двигательных навыков представляет собой процесс, посредством которого двигательные навыки преобразуются из исходного хрупкого состояния, в котором они особенно склонны к нарушению или потере, в более прочное или постоянное состояние. ^{[ 1 ]} Любой вновь сформированный двигательный навык, например, обучение игре на музыкальном инструменте или корректировка шага при беге, подлежит периоду закрепления. Продолжительность этого периода, в течение которого новые двигательные навыки подвержены нарушениям, 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. были получены от известного невролога Х.М. Некоторые из самых ранних свидетельств, указывающих на различие между процедурными и декларативными воспоминаниями , В качестве лечения тяжелой эпилепсии у ХМ были удалены части височных долей, включая оба гиппокампа . Это лишило его возможности формировать новые декларативные воспоминания ( антеградная амнезия ), в то время как его способность изучать новые двигательные задачи осталась неизменной. ^{[ 3 ]}

Моторика и внутренняя модель

Считается, что приобретение двигательных навыков требует изучения новой внутренней модели динамики конечностей. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Например, чтобы дотянуться до чашки кофе, человек должен иметь неявное представление о массе своей руки и о том, как определенные паттерны мышечной активации изменят положение этой конечности. Распространенная модель изучения моторного обучения и консолидации включает в себя нарушения выполнения задач с использованием роботизированных рук для передачи сил на конечность во время достижения, заставляя испытуемого изучать новые внутренние представления конечности, чтобы принимать во внимание эти новые внешние силы. ^{[ 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 при выполнении упражнений с пальцами предотвращает помехи через два часа после задания по сравнению с субъектами, которые не дремали. ^{[ 10 ]} Во время ночного сна и быстрый сон , и медленный сон способствуют процессу консолидации моторной памяти за счет увеличения нейромодулирующей активности, а также регулярных колебаний потенциала поля, таких как сонные веретена (обзор Дикельмана и Борна, 2010). ^{[ 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, уже идентифицированы. Поскольку процесс обучения двигательному навыку требует как первоначального выполнения навыка, так и длительного хранения консолидированной памяти, вовлекается сложная сеть областей мозга, включая первичную двигательную кору, мозжечок, префронтальную кору и базальные ганглии. ^{[ 5 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Учитывая, что консолидация двигательных навыков представляет собой распределенный процесс, способность формировать новые процедурные воспоминания подвержена влиянию ряда процессов и патологий.

Мозжечковые заболевания

Мозжечок, и особенно кора мозжечка, имеют решающее значение для координации двигательной активности при выполнении квалифицированных задач, а также для процесса стабилизации вновь сформированных двигательных навыков. ^{[ 15 ]} Повреждение мозжечка может произойти по ряду причин, включая травму, алкоголизм, хронические дегенеративные заболевания, такие как оливопонтоцеребеллярная атрофия , и генетические нарушения развития. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

болезнь Паркинсона

Было показано, что болезнь Паркинсона , поражающая базальные ганглии , вызывает ухудшение способности закреплять новые двигательные навыки. ^{[ 18 ]} Например, когда пациентов с болезнью Паркинсона тестировали с выполнением задач по достижению силового поля, во время более позднего тестирования они показали значительно меньшее сохранение двигательных навыков, чем контрольная группа. ^{[ 19 ]} Это указывает на важность базальных ганглиев, основной мишени болезни Паркинсона, в создании новых сенсорно-моторных карт, необходимых для долгосрочного сохранения двигательных навыков.

Гладить

Инсульт . – это повреждение части ткани головного мозга в результате ограничения кровоснабжения, которое часто является результатом закупорки кровеносных сосудов, ведущих к мозгу Учитывая большое количество областей мозга, участвующих в приобретении двигательных навыков, инсульт, поражающий любую из этих областей, может привести к нарушению консолидации двигательных навыков. Лечение инсульта сосредоточено на модифицированных практических методах, позволяющих восстановить важные навыки после того, как был нанесен ущерб. ^{[ 20 ]}

Старение

Было показано, что старение влияет на консолидацию декларативной памяти, что, по-видимому, связано с нарушениями режима сна. ^{[ 21 ]} а также дегенерация гиппокампа . ^{[ 22 ]} Однако старение, по-видимому, не оказывает прямого влияния на консолидацию двигательных навыков: субъекты в возрасте до 95 лет демонстрируют способность сохранять вновь сформированные двигательные навыки в течение двух лет после приобретения. ^{[ 23 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Брашерс-Круг Т., Шадмер Р. , Биззи Э., Консолидация в моторной памяти человека. Природа. 18 июля 1996 г.; 382 (6588): 252-5.
^ Пресс ДЗ, Кейсмент МД, Паскуаль-Леоне А., Робертсон Э.М. Временной ход автономного обучения двигательным последовательностям. Мозговой Res Cogn Мозговой Res. Сентябрь 2005 г.;25(1):375-8.
^ Коркин С. Что нового у пациента с амнезией HM? Nat Rev Neurosci. 2002 февраль;3(2):153-60.
^ Jump up to: ^а ^б Вулперт, DM ; Гахрамани, З ; Джордан, Мичиган (1995). «Внутренняя модель сенсомоторной интеграции». Наука . 269 (5232). Нью-Йорк: 1880–2. Бибкод : 1995Sci...269.1880W . дои : 10.1126/science.7569931 . ПМИД 7569931 . S2CID 2321011 .
^ Jump up to: ^а ^б Шадмер Р., Холкомб Х.Х. Нейронные корреляты консолидации моторной памяти. Наука. 8 августа 1997 г.; 277 (5327): 821-5.
^ Ахмед А.А., Вулперт Д.М., Фланаган-младший. Гибкие представления динамики используются при манипулировании объектами. Курр Биол. 20 мая 2008 г.;18(10):763-8.
^ Фишер С., Халлшмид М., Эльснер А.Л., Борн Дж. Сон формирует память на навыки работы с пальцами. Proc Natl Acad Sci, США, 2002, 3 сентября; 99 (18): 11987-91. Электронная публикация 2002 г., 22 августа.
^ Уокер М.П., Стикголд Р. Обучение, зависящее от сна, и консолидация памяти. Нейрон. 2004, 30 сентября;44(1):121-33.
^ Стикголд Р. Консолидация памяти, зависящая от сна. Природа. 27 октября 2005 г.;437(7063):1272-8.
^ Корман М., Дойон Дж., Долянский Дж., Кэрриер Дж., Даган Ю., Карни А. Дневной сон сокращает временной ход консолидации моторной памяти. Нат Нейроски. Сентябрь 2007 г.;10(9):1206-13. Электронная публикация 2007 г., 12 августа.
^ Дикельманн С., Борн Дж., Функция памяти сна. Nat Rev Neurosci. 2010 фев;11(2):114-26. Epub 2010, 4 января.
^ Кракауэр Дж.В., Шадмер Р. Консолидация моторной памяти. Тенденции Неврологии. Январь 2006 г.;29(1):58-64. Электронная публикация 2005 г., 14 ноября.
^ Миллер ЭК, Коэн Дж.Д. Интегративная теория функции префронтальной коры. Анну Преподобный Нейроски. 2001;24:167-202.
^ Packard MG, Ноултон BJ. Функции обучения и памяти базальных ганглиев. Анну Преподобный Нейроски. 2002;25:563-93. Электронная публикация 2002 г., 27 марта.
^ Дидрихсен Дж., Верстинен Т., Леман С.Л., Иври Р.Б. Участие мозжечка в предвидении последствий самостоятельных действий при бимануальных движениях. Дж. Нейрофизиология. Февраль 2005 г.;93(2):801-12. Электронная публикация 2004 г., 8 сентября.
^ Кандел Э., Шварц Дж. и Джесселл Т. Принципы нейронауки. 2000: Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.
^ Миллен К.Дж., Глисон Дж.Г. Развитие и заболевания мозжечка. Курр Опин Нейробиол. 2008 фев;18(1):12-9. Электронная публикация 2008 г., 29 мая.
^ Дойон Дж. Обучение двигательной последовательности и двигательные расстройства. Курр Опин Нейрол. 21 августа 2008 г. (4): 478-83.
^ Кребс Х.И., Хоган Н., Хенинг В., Адамович С.В., Пойзнер Х. Процедурное двигательное обучение при болезни Паркинсона. Exp Brain Res. Декабрь 2001 г.; 141(4): 425-37. Электронная публикация 2001 г., 18 октября.
^ Кракауэр Дж.В. Двигательное обучение: его значение для восстановления после инсульта и нейрореабилитации. Курр Опин Нейрол. 2006 фев;19(1):84-90.
^ Бакли Т.М., Шацберг А.Ф. Старение и роль оси и ритма HPA во сне и консолидации памяти. Am J Гериатр Психиатрия. Май 2005 г.; 13 (5): 344–52.
^ Уорд М.Т., Олер Дж.А., Маркус Э.Дж. Дисфункция гиппокампа во время старения I: дефицит консолидации памяти. Нейробиол Старение. Июль-август 1999 г.; 20(4): 363-72.
^ Смит К.Д., Уолтон А., Лавленд А.Д., Умбергер Г.Х., Крисцио Р.Дж., Гаш Д.М. Воспоминания, которые сохраняются в старости: обучение двигательным навыкам и сохранение памяти. Нейробиол Старение. июнь 2005 г.;26(6):883-90.

[multiple-1] Jump up to: ^а ^б Брашерс-Круг Т., Шадмер Р. , Биззи Э., Консолидация в моторной памяти человека. Природа. 18 июля 1996 г.; 382 (6588): 252-5.

[2] Пресс ДЗ, Кейсмент МД, Паскуаль-Леоне А., Робертсон Э.М. Временной ход автономного обучения двигательным последовательностям. Мозговой Res Cogn Мозговой Res. Сентябрь 2005 г.;25(1):375-8.

[3] Коркин С. Что нового у пациента с амнезией HM? Nat Rev Neurosci. 2002 февраль;3(2):153-60.

[multiple2-4] Jump up to: ^а ^б Вулперт, DM ; Гахрамани, З ; Джордан, Мичиган (1995). «Внутренняя модель сенсомоторной интеграции». Наука . 269 (5232). Нью-Йорк: 1880–2. Бибкод : 1995Sci...269.1880W . дои : 10.1126/science.7569931 . ПМИД 7569931 . S2CID 2321011 .

[ReferenceA-5] Jump up to: ^а ^б Шадмер Р., Холкомб Х.Х. Нейронные корреляты консолидации моторной памяти. Наука. 8 августа 1997 г.; 277 (5327): 821-5.

[6] Ахмед А.А., Вулперт Д.М., Фланаган-младший. Гибкие представления динамики используются при манипулировании объектами. Курр Биол. 20 мая 2008 г.;18(10):763-8.

[7] Фишер С., Халлшмид М., Эльснер А.Л., Борн Дж. Сон формирует память на навыки работы с пальцами. Proc Natl Acad Sci, США, 2002, 3 сентября; 99 (18): 11987-91. Электронная публикация 2002 г., 22 августа.

[8] Уокер М.П., Стикголд Р. Обучение, зависящее от сна, и консолидация памяти. Нейрон. 2004, 30 сентября;44(1):121-33.

[9] Стикголд Р. Консолидация памяти, зависящая от сна. Природа. 27 октября 2005 г.;437(7063):1272-8.

[10] Корман М., Дойон Дж., Долянский Дж., Кэрриер Дж., Даган Ю., Карни А. Дневной сон сокращает временной ход консолидации моторной памяти. Нат Нейроски. Сентябрь 2007 г.;10(9):1206-13. Электронная публикация 2007 г., 12 августа.

[11] Дикельманн С., Борн Дж., Функция памяти сна. Nat Rev Neurosci. 2010 фев;11(2):114-26. Epub 2010, 4 января.

[12] Кракауэр Дж.В., Шадмер Р. Консолидация моторной памяти. Тенденции Неврологии. Январь 2006 г.;29(1):58-64. Электронная публикация 2005 г., 14 ноября.

[13] Миллер ЭК, Коэн Дж.Д. Интегративная теория функции префронтальной коры. Анну Преподобный Нейроски. 2001;24:167-202.

[14] Packard MG, Ноултон BJ. Функции обучения и памяти базальных ганглиев. Анну Преподобный Нейроски. 2002;25:563-93. Электронная публикация 2002 г., 27 марта.

[15] Дидрихсен Дж., Верстинен Т., Леман С.Л., Иври Р.Б. Участие мозжечка в предвидении последствий самостоятельных действий при бимануальных движениях. Дж. Нейрофизиология. Февраль 2005 г.;93(2):801-12. Электронная публикация 2004 г., 8 сентября.

[16] Кандел Э., Шварц Дж. и Джесселл Т. Принципы нейронауки. 2000: Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.

[17] Миллен К.Дж., Глисон Дж.Г. Развитие и заболевания мозжечка. Курр Опин Нейробиол. 2008 фев;18(1):12-9. Электронная публикация 2008 г., 29 мая.

[18] Дойон Дж. Обучение двигательной последовательности и двигательные расстройства. Курр Опин Нейрол. 21 августа 2008 г. (4): 478-83.

[19] Кребс Х.И., Хоган Н., Хенинг В., Адамович С.В., Пойзнер Х. Процедурное двигательное обучение при болезни Паркинсона. Exp Brain Res. Декабрь 2001 г.; 141(4): 425-37. Электронная публикация 2001 г., 18 октября.

[20] Кракауэр Дж.В. Двигательное обучение: его значение для восстановления после инсульта и нейрореабилитации. Курр Опин Нейрол. 2006 фев;19(1):84-90.

[21] Бакли Т.М., Шацберг А.Ф. Старение и роль оси и ритма HPA во сне и консолидации памяти. Am J Гериатр Психиатрия. Май 2005 г.; 13 (5): 344–52.

[22] Уорд М.Т., Олер Дж.А., Маркус Э.Дж. Дисфункция гиппокампа во время старения I: дефицит консолидации памяти. Нейробиол Старение. Июль-август 1999 г.; 20(4): 363-72.

[23] Смит К.Д., Уолтон А., Лавленд А.Д., Умбергер Г.Х., Крисцио Р.Дж., Гаш Д.М. Воспоминания, которые сохраняются в старости: обучение двигательным навыкам и сохранение памяти. Нейробиол Старение. июнь 2005 г.;26(6):883-90.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]