摘要
当我们一遍又一遍地练习一个动作时，我们表现得更好，部分原因是我们在大脑中发展了新的运动记忆或表征。如果我们不能在大脑中储存运动表征，我们就不能表现得更好。例如，从事体育运动或跳舞的人必须通过一遍又一遍地重复相同的动作来发展运动表征，这样他们才能在不同的情况下表演这些动作。当我们练习一个动作时，创造出越来越好的运动表现，这叫做运动适应。运动表征形成并存储在大脑中，就像我们对人和事的记忆一样。熟悉动作的运动表征，比如刷牙，位于大脑的左顶叶。我们想知道其他运动的运动表征是否位于左顶叶，而不是右顶叶。因此，我们比较了左右顶叶损伤患者对指向反应的运动适应。我们发现，左顶叶损伤后，运动适应能力受损，但右顶叶没有，这表明这些运动表征也位于左顶叶。
运动表现对运动很重要
如何学习一项新运动?你的父母或教练会怎么说?练习，练习，再练习!当你练习的时候，科学家们认为你会发展出一种叫做电动机表示在你的大脑里，就像电动机(运动)的记忆。运动表征是由一组脑细胞产生的，它们相互作用，帮助你完成你已经学会的动作。这些表示可以让您更好地执行。它们可以让你投篮，扣篮，或者演奏小提琴协奏曲。根据足球场上发生的事情，明星球员可以根据自己的经验和通过练习在大脑中形成和存储的运动表征，选择最佳反应。看看这段视频，看看在少年奥运会新项目叠杯练习中提高速度和敏捷性的具体例子https://www.youtube.com/watch?v=82DNYqurkxo．
运动记忆/表征位于大脑的哪里?
我们知道这些运动表征储存在大脑中。但是在大脑的什么地方呢?
回答这个问题的最好方法之一是研究脑损伤患者。先前的研究表明，熟悉动作的运动表征，如刷牙，位于大脑中被称为左脑的区域顶叶［1］．如在图1在美国，顶叶位于我们大脑的两侧。它们处理来自我们身体的感觉，比如触摸、运动、疼痛和温度。它们对于创造和存储运动记忆也很重要，还有一些我们在本文中不讨论的东西。电机适应是我们用来学习一种新的运动技能的术语。两例顶叶损伤患者的运动适应能力受损。一位病人的大脑两侧顶叶都有损伤[2]而另一个只在左顶叶有损伤[3.］．但是，由于患者只损伤了右侧顶叶，所以我们不知道左顶叶是否比右顶叶更重要。此外，你永远不知道一个病人是否代表了所有人的情况。因此，为了确定运动记忆是只在大脑的一侧产生和存储，还是在左右顶叶都有，我们研究了两组右顶叶损伤的脑损伤患者的运动适应。我们预测，左顶叶损伤的患者在熟悉的动作时最困难，这表明许多运动表征仅存储在左顶叶。
- 图1 -大脑左侧侧视图，标签显示了大脑的每个叶。
- 这项研究的重点是测量左顶叶或右顶叶损伤患者的适应能力。
我们如何测试运动适应性?
为了测试马达的适应性，我们让每个人坐在图中所示的机器前图2．假设你是我们的参与者之一。目标是学习如何将光标从起始位置移动到目标位置。你必须学会这样做，因为光标移动的方向与你的手不同。你的手臂上有传感器，可以测量你手臂和手的移动方向。你的手臂在镜子下面，所以你看不见它。您在镜像上看到的所有内容都是开始、目标和光标的圆圈。光标是一个中间有一个“x”的小圆圈，当你从起点移动到目标时，它会给你关于你的手的位置的视觉反馈。首先，在基线条件，我们会给你正确的视觉反馈，这意味着我们会向你展示手臂实际移动的方式。第二，在适应条件，我们会给你手臂的视觉反馈。因此，即使当你的手臂上下移动时，视觉反馈(光标)也会显示你的手臂向左移动。为了使视觉反馈(光标)垂直，你会逐渐向右移动手臂。通过练习，你学会了调整你的运动方向，以准确地击中目标，尽管有不好的反馈。
- 图二-(一)这台机器记录了手臂的运动，同时向研究人员展示了目标和视觉反馈。
- 参与者坐在一面镜子前，镜子遮住了他们的手臂。研究人员在每个参与者的手臂和手上安装了两个传感器来记录他们的动作。(B)安装在镜子上方的电视投影出圆圈表示起始位置、目标和光标。光标是一个中间有一个“x”的圆圈，当手移动到目标时，它会给出关于手位置的视觉反馈。科学家可以让光标移动的方向与手移动的方向不同(适应条件)，或者与手移动的方向相同(后效果条件)。
看看这个电影（https://youtu.be/To-yFcqx990)，以便更好地了解在适应条件的开始、中期和结束时，适应是如何发生的。
适应之后，我们开始后效条件，其中视觉反馈也是准确的。如果你的大脑是健康的，你就会在适应条件下根据不正确的反馈发展出一种新的运动表征，并且你会在后遗症期间继续向右移动你的手臂几次。一个常见的发动机后效应是“海腿”，这发生在你花时间在船上的时候。当你下船时，你摇摇晃晃，就好像你还在移动的船上一样。这是因为你的大脑还在对船的摇摆进行补偿。它被称为“后效”，因为它发生在它不再有用的时候。在我们实验中的运动任务中，事后效应是参与者将他们的手指向错误的方向(向右)，就好像错误的视觉反馈仍然存在，即使它已经不存在了。
我们测试了谁?
我们测试了两组脑损伤中风患者(每组5人)和两组正常对照组，无脑损伤(每组7人)。所有参与者都是右撇子，年龄相仿。因为大脑的每一侧都有更强的影响相反手臂，我们检查了大脑半球或者相对的手臂半球受损对两组中风[右臂为左顶骨损伤组(LPD)，左臂为右顶骨损伤组(RPD)]。此外，由于所有参与者都是右撇子，我们将每个中风组与使用相同手臂的对照组进行了比较[LPD的右臂和正常对照组(RNC);左臂为RPD组和左侧正常对照组[LNC]，以确保右手偏好不影响我们的研究结果。
我们发现了什么?
图3一表明四组在适应条件开始时表现相同。两个控制组，RNC和LNC，以及RPD组在会话中表现出类似的适应性。RPD组学习正常。然而，LPD组有不表现出适应能力——他们没有像其他三组那样改变手臂的运动。
- 图3 -(一)显示了当人们第一次接触运动任务时在运动方向上的错误。
- 每个周期(x轴)代表八个连续的运动。在周期1中，当参与者第一次接触任务时，参与者会犯30°的错误，随着他们的练习，错误会下降。对照组(蓝色)和右顶叶中风组(一个(左)适应任务相同。相比之下，左顶叶中风组(红色，一个对)并不能通过训练减少他们的错误。(B)显示关闭视觉反馈旋转时发生的错误，称为后效。适应旋转的三组(LNC、RNC和RPD)表现出较大的术后影响，而LPD患者则没有。
我们在后遗症数据中看到了同样的模式(图3 b)．同样，只有LPD组，而不是RPD组没有显示出后效应，这支持了LPD组在适应过程中没有发展出新的运动表征的结论。再一次，RPD组和两个正常对照组表现正常，表明他们发展出了新的运动表征。
这项研究到底意味着什么?
这是第一个对脑损伤患者进行的小组研究，表明左顶叶在学习适应不准确的视觉反馈方面比右顶叶更重要。科学家们认为，这种糟糕的学习能力是由于发展新的运动表征或记忆的能力下降，我们的后效数据支持了这一点。这些发现很重要，因为这是一个小组学习脑损伤患者的运动适应。科学不能依赖于单个病例，因为单个病例可能不能代表每个人的情况。因此，群体研究是必要的，以确认在个案研究中所看到的。其次，我们发现左顶叶对于运动适应至关重要。我们检查了左侧或右侧顶骨损伤的患者组，而病例报告检查了左侧顶骨损伤或两侧顶骨损伤的单个患者[2，3.］．这些单例报告均未检查仅右侧顶骨损伤的患者。我们的研究表明，左顶叶，而不是右顶叶，是运动适应的运动表征的位置。其他实验发现，有左顶叶损伤而不是右顶叶损伤的人在熟悉的动作上有困难，比如刷牙和用刀切食物。这是有道理的，因为所有的动作都必须适应不同的任务条件。例如，无论你是站着还是躺着，你都可以刷牙，尽管这些情况需要不同的力量和动作。
当然，还需要更多的研究来找出大脑中哪些区域与运动适应和运动学习有关。大多数复杂的技能依赖于许多不同的大脑区域，这些区域在一项任务中可能具有不同的功能。然而，为了产生准确的电机性能，这些区域必须相互交流。
这些结果如何应用于现实世界?
如果我们的结果不仅适用于我们的实验任务，而且适用于日常运动，比如学习如何打字、刷牙或翻转煎饼，那么一种称为大脑刺激的技术可能被用于帮助那些无法完成这些日常任务的脑损伤患者创建运动表征。脑刺激技术包括在头皮上放置电刺激器，可以在不需要手术的情况下刺激大脑。科学家们目前正在探索这种刺激是否可以帮助脑损伤患者克服运动缺陷，并帮助没有脑损伤的人更好地学习。然而，科学家们需要知道刺激大脑的最佳部位。我们的结果表明，刺激左顶叶可能会增强脑损伤患者和无脑损伤的人的运动学习能力。
最近，科学家们发现了一种方法，可以利用患者左顶叶的活动来控制他的义肢。这位病人的脊髓损伤导致他的大脑无法控制他的胳膊和腿。4］．科学家们利用顶叶细胞的活动来帮助病人进行复杂的运动，使他能够自己拿起啤酒喝，这是他脊髓受伤以来的第一次。所以，有时即使科学看起来很有趣，但没有用处，现实世界的应用也会随着时间的推移而发展。目前的发现在现实世界中有很多应用。你还能想到更多吗?
术语表
电动机表示：↑一个运动的记忆，我们用它来做未来的运动。这些表现或记忆是由脑细胞群相互作用来帮助你完成你已经学会的动作。这种记忆是灵活的，可以在不同的情况下做出动作，比如在练习或比赛中挥舞棒球棒。
电动机：↑我们用身体或身体部位做的动作。
顶叶：↑我们大脑的每一边(半球)都有四个叶:额叶、颞叶、顶叶和枕叶(见图1)，各有不同的功能。我们的顶叶对于处理我们身体的感觉很重要，比如触摸、运动、疼痛、温度和其他本文没有讨论的功能。我们的运动记忆也储存在左顶叶。
电机适应：↑当我们一遍又一遍地练习一个动作时，我们的运动记忆和运动表现发生了变化。
电影：↑这部电影展示了在适应的开始、中间和结尾发生的事情，以显示学习。您可以看到参与者的手和错误的视觉反馈(光标)。一开始，参与者的手从起点垂直移动到目标，但视觉反馈使她看起来像是在向左移动。在适应结束时，参与者已经将她的手向右移动，因此光标直接移动到目标。这种适应表明她已经发展出一种新的运动记忆能力。多看几次这部电影，就能更好地理解适应是如何发生的。网上订购地址:https://youtu.be/To-yFcqx990．
大脑半球：↑我们的大脑有两个半球(左右半球)，看起来像彼此的镜像。在大多数情况下，左半球控制着身体的右侧，反之亦然。但是，在大脑的每一边都有许多不完全相同的东西。这就是为什么有些人是右撇子，有些人是左撇子，每只手控制的运动类型是不同的。
半球损伤(右或左)：↑中风会阻碍某些大脑区域的血液流动，导致这些区域由于缺氧和营养物质的缺乏而受损。在本文中，我们检查了顶叶损伤的患者。因此，当这种损伤发生在大脑的右侧时，我们称其为RPD(右顶叶损伤)，当它发生在大脑的左侧时，我们称其为LPD(左顶叶损伤)。
利益冲突声明
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
原文
↑穆萨，P. K.，塞恩伯格，R. L.和哈兰德，K. Y. 2011。左顶叶区域是自适应视觉运动控制的关键区域。j . >。31:6972 - 81。doi: 10.1523 / jneurosci.6432 - 10.2011
参考文献
[1]↑Vingerhoets, G. 2014。后顶叶皮层在到达、抓取和使用物体和工具方面的贡献。前面。Psychol。5:151。doi: 10.3389 / fpsyg.2014.00151
[２]↑纽波特，R.，布朗，L.，侯赛因，M.，莫特，D.和杰克逊，S. R. 2006。后顶叶在棱镜适应中的作用:双侧后顶叶皮层损伤患者无法适应光学棱镜。皮层。42:720-9。doi: 10.1016 / s0010 - 9452 (08) 70410 - 6
[3]↑Wolpert, D. M.， Goodbody, S. J.， and Husain, M. 1998。维持内部表征:人类上顶叶的作用。Nat。>。1:529-33。
[4]↑Aflalo, T.， Kellis, S.， Klaes, C.， Lee, B.， Shi, Y.， Pejsa, K.等。2015。解码一个四肢瘫痪的人的后顶叶皮层的运动图像。科学。348:906-10。doi: 10.1126 / science.aaa5417