文摘
当我们一遍又一遍地练习运动时,我们表现得更好,因为我们开发新的运动记忆,或表示,我们的大脑。我们不会表现得更好如果我们不能运动表征存储在我们的大脑。喜欢运动的人、跳舞的人,例如,必须开发汽车表示通过一遍又一遍地重复同样的动作,所以他们可以执行在不同的情况下。创建更好的运动表示当我们练习运动叫做运动适应。电动机表征形成并储存在大脑中,就像我们的人物和事件的记忆。电动机为熟悉的动作,表示像刷牙一样,都位于大脑的一部分称为左顶叶。我们想知道如果电动机表示对其他运动都位于左侧,但不是正确的,顶叶。所以,我们比较了运动适应指向反应患者的左或右顶叶损伤。我们发现电机适应离开后受损,但不对,顶叶损伤,也表明这些动作表示位于左顶叶。
电动机表示对体育很重要
你如何学习一种新的运动?你的父母或教练会说什么呢?练习,练习,再练习!你练习,科学家认为你所谓的发展电动机表示就像在你的大脑电动机(运动)的记忆。电动机表示是由组交互的脑细胞来帮助你执行一个运动你学到的知识。这些表示让你表现得更好。他们允许你篮子里,大满贯网球或小提琴协奏曲。基于在足球场上发生了什么,明星球员可以选择最好的反应根据她的经验和汽车表示,发达国家和存储在她的大脑通过实践。看看这个视频的具体的例子的增加速度和敏捷实践叠杯,一个新青年奥运事件https://www.youtube.com/watch?v=82DNYqurkxo。
在哪里运动记忆/表示位于大脑吗?
我们知道这些动作表示存储在大脑。但在大脑中在哪里?
回答这个问题的最好方法之一,是研究脑损伤患者。先前的研究已经表明,运动表征为熟悉的动作,像刷牙一样,都位于大脑的这一区域称为左顶叶(1]。见图1,顶叶位于我们的大脑。他们处理从我们身体的感觉,比如,运动,痛苦,和温度。他们也是重要的创建和存储汽车记忆,以及一些其他的东西,我们不讨论。电机适应我们使用的术语是学习一项新的运动技能。电机适应被发现在两个顶叶损伤患者受损。一个病人损害大脑顶叶两边(2),另一只损坏左顶叶(3]。然而,因为只有正确的顶叶损伤患者没有检查,我们不知道左顶叶比右顶叶更重要。同时,你永远不知道如果一个病人代表发生在所有的人。所以,确定电动机的记忆是创建并存储在大脑的一侧或在左和右顶叶,我们研究了电动机在两组的脑损伤病人适应右或左顶叶损伤。我们预测患者左顶叶损伤最麻烦,熟悉的动作,显示许多电动机表示存储只有在左顶叶。
- 图1 -左侧大脑的侧视图,标签显示大脑的每个叶。
- 本研究侧重于测量适应损伤患者左或右顶叶。
我们是如何测试电机适应?
测试电机适应,我们要求每个人都坐在前面的机器所示图2。想象你是我们的一个参与者。我们的目标是学会移动光标从起始位置到目标。你要学会这样做是因为光标的方向和你的手。你已经在你的手臂传感器,测量你的手臂和手的方向移动。你的手臂正在镜子你不能看到它。你看到镜子上显示的都是圈开始,目标和光标。光标是一个小圆中间有一个“x”,它给你视觉反馈关于你的手当你从开始移动到目标位置。首先,在基线条件,我们给你正确的视觉反馈,这意味着我们的方式展示你的手臂动作。第二,在适应条件我们给你视觉反馈你的手臂,是错误的。所以,即使你的手臂上下移动,视觉反馈(光标)显示你的手臂移动到左边。你会适应逐渐向右移动你的手臂为了使视觉反馈(光标)垂直。你通过练习学会调整你的方向运动准确地击中目标,尽管坏的反馈。
- 图2 -(一)机器记录手臂运动虽然提出了目标和视觉反馈的研究。
- 参与者坐在面对镜子,隐藏了他们的手臂。运动记录使用两个传感器放在每个参与者的手臂和手。(B)电视上面安装镜子投射圈一开始的位置,一个目标,一个游标。光标是一个圆中间有一个“x”,使视觉反馈关于手的手移动到目标位置。科学家可以让光标移动方向不同比手移动(适应条件)或在同一方向的手(后效应条件)。
看看这个电影(https://youtu.be/To-yFcqx990)几次,以便更好地了解如何适应发生在一开始,中间和结尾的适应条件。
适应后,我们开始影响条件后再次,视觉反馈是准确的。如果你的大脑健康,你将已经开发出一种新的汽车表示基于错误的反馈在适应条件,你将继续向右移动你的手臂几次的后遗症。常见的运动效果是“海的腿,”发生后当你花时间在船上。当你下船的时候你摇摆,摇摆,仿佛你还在移动的船。这是因为你的大脑仍在补偿船的摇摆。它被称为一个“后效应”,因为它发生在它不再是有用的。在电机任务在我们的实验中,之后的效果是,参与者为了他们的手在错误的方向(向右),好像不正确的视觉反馈是仍然存在,即使它不是。
我们测试了谁?
我们测试了两组的脑损伤中风患者(每组五个)和两个正常对照组,无脑损伤在每组(7)。所有与会者都右手和类似的年龄。因为大脑的每一方都有更强的影响相反的手臂,我们检查了大脑半球或者对面的手臂半球受损对于中风组(右胳膊左顶叶受损组(LPD),左臂右顶叶受损组(RPD)]。同时,因为所有参与者右手,我们每个中风组与对照组相比使用相同的手臂(LPD的右臂,对正常对照组(RNC);RPD左臂和左正常对照组(信号),以确保右手偏好并没有影响我们的结果。
我们发现了什么?
图3一显示四组都执行相同的适应条件。两个对照组,共和党全国委员会和信号,RPD组会话显示相似的适应。RPD集团的学习是正常的。然而,LPD组不显示adaptation-they并没有改变他们的手臂的运动的其他三组。
- 图3 -(一)显示了错误的方向运动当人们第一次接触到电机的任务。
- 每个周期(x轴)代表八个连续动作。在第1周期中,当参与者第一次接触任务,参与者30°的错误,当他们实践,误差减小。两个对照组(蓝色)和右顶叶中风组(一个(左)适应任务一样。相比之下,左顶叶中风组(红、一个右)不减少他们的错误通过培训。(B)显示了旋转时出现的错误的视觉反馈是关闭的,称为后遗症。适应了旋转的三组(信号、共和党全国委员会和RPD)显示出较大的影响后,LPD患者则没有这样的权力。
我们看到了同样的模式在后遗症数据(图3 b)。只有LPD集团,不是RPD集团后,没有显示出效果,支持结论,LPD组没有出现在适应一个新的马达表示。再一次,RPD组和两个正常对照组正常执行,显示他们开发新的电机表示。
这项研究真正意味着什么呢?
这是第一组的脑损伤病人研究表明左顶叶比右顶叶更重要学习适应不准确的视觉反馈。科学家认为,这个可怜的学习是由于开发新的汽车表示或记忆的能力下降,这是由我们的后效数据支持。这些研究结果非常重要,因为这是一个小组学习脑损伤病人的运动适应。科学不能依靠单一的情况下因为单一情况下可能不能代表在每个人身上发生了什么。组研究是必要的确认是在个案的研究。第二,我们发现左顶叶对于电机适应至关重要。我们检查组患者的左或右顶叶损伤,而案例报告检查单一左顶叶损伤或顶叶损伤患者两侧(2,3]。无论是单一大小写的报告检查患者右顶叶损伤。我们的工作表明,左顶叶,但不是正确的,是电机适应电动机的表征。其他实验发现,人离开了,但不正确的顶叶损伤有困难与熟悉的动作,就像刷牙,用小刀和削减他们的食物。这是有道理的,因为所有动作必须适应不同的任务条件。例如,您可以刷牙是否站立或仰卧,即使这些条件需要不同的力和运动。
当然,更多的研究是必要的去找到那些其他的大脑区域参与运动适应和运动学习。最复杂的技能是依赖于许多不同的大脑区域,在一个任务可能有不同的功能。然而,这些区域都必须相互交流以产生精确的电机性能。
如何使用这些结果在现实世界吗?
如果我们的结果真不仅对我们的实验任务,但是对于日常运动,喜欢学习类型,或刷牙,或者抛煎饼,然后一种叫做脑刺激的技术可能会用于帮助创建汽车表示在脑损伤患者不能做这些日常任务。脑刺激技术包括电刺激器的放置在头皮上,可以刺激大脑没有手术。科学家们正在探索这种刺激是否有助于脑损伤病人克服电动机赤字和学习更好的帮助人们没有脑损伤。然而,科学家们需要知道最好的刺激大脑的一部分。我们的研究结果表明,刺激左顶叶可能提高运动学习脑损伤病人和没有脑损伤的人。
最近,科学家们已经找到一种方法,使用左顶叶的活动一个病人来控制他的假肢。这个病人有脊髓损伤,阻止他的大脑控制他的胳膊和腿4]。科学家们使用的活性细胞顶叶与复杂的运动,帮助让这个病人拿起啤酒,自己喝…以来的第一次他的脊髓损伤。所以,有时甚至当科学看起来很有趣,但不是有用的,真实世界的应用程序开发。有很多方法目前发现可以在现实世界中。你能想到更多?
术语表
电动机表示:↑记忆的运动,在未来我们用来做运动。这些表示或记忆是由群体交互的脑细胞来帮助你学到的进行运动。这记忆是灵活的和可以重播运动在不同的情况下,如挥舞着棒球棒在实践中或在一个游戏。
电动机:↑运动,我们使我们的身体或身体部位。
顶叶:↑我们大脑的每一方(半球)有四个叶:额叶,颞叶,顶叶和枕(见图1),每个都有不同的功能。我们的感觉处理顶叶是重要的在我们的身体,比如,运动,疼痛,温度和本文中没有讨论其他功能。我们还我们的运动记忆存储在我们的左顶叶。
电机适应:↑运动记忆和运动性能的变化发生在我们实践反复运动。
电影:↑这部电影展示了发生在一开始,中间和结尾的适应学习。你可以看到参与者的手,假视觉反馈(光标)。起初,参与者垂直移动她的手从开始到目标,但视觉反馈使它看起来像她向左移动。适应,年底参与者已将她的手向右光标直接向目标。适应显示她开发了一种新的运动记忆。看这部电影几次,以便更好地了解如何适应。网上:https://youtu.be/To-yFcqx990。
大脑半球:↑我们的大脑有双方或半球(左、右),看起来像彼此的镜像。在大多数情况下,左脑控制着右侧身体的,反之亦然。但是,有很多事情并不是完全相同的大脑的两侧。这就是为什么有些人右手和左手,有什么类型的差异运动由每只手控制。
脑损伤(左或右):↑中风阻止血液流向大脑中的某个区域,导致损害这些地区由于缺乏氧气和营养。在本文中,我们检查顶叶损伤患者。因此,我们把这种伤害RPD,或右顶叶损伤时在大脑的右侧,LPD,或左顶叶损伤时大脑的左侧。
利益冲突声明
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
原始的文章
↑重金属音乐迷,p K。,Sainburg, R. L., and Haaland, K. Y. 2011. Left parietal regions are critical for adaptive visuomotor control.j . >。31:6972 - 81。doi: 10.1523 / jneurosci.6432 - 10.2011
引用
[1]↑Vingerhoets, g . 2014。贡献达到后顶叶皮层的把握和使用对象和工具。前面。Psychol。5:151。doi: 10.3389 / fpsyg.2014.00151
[2]↑纽波特,R。、棕色、L。,Husain, M., Mort, D., and Jackson, S. R. 2006. The role of the posterior parietal lobe in prism adaptation: Failure to adapt to optical prisms in a patient with bilateral damage to posterior parietal cortex.皮层。42:720-9。doi: 10.1016 / s0010 - 9452 (08) 70410 - 6
[3]↑沃伯特,d . M。,Goodbody, S. J., and Husain, M. 1998. Maintaining internal representations: the role of the human superior parietal lobe.Nat。>。1:529-33。
[4]↑Aflalo, T。,Kellis, S., Klaes, C., Lee, B., Shi, Y., Pejsa, K., et al. 2015. Decoding motor imagery from the posterior parietal cortex of a tetraplegic human.科学。348:906-10。doi: 10.1126 / science.aaa5417