Når børn lærer at binde deres snørebånd, gør de det i diskrete trin - laver en løkke eller trækker i blonderne.
Efter tilstrækkelig gentagelse forvandler vores hjerne disse trin til "klumper".
Movement chunking, som fænomenet er kendt, er en strategi, der reducerer lange informationsstrenge til kortere, mere håndterbare stykker, der er lettere at huske.
"Chunking er det naturlige biprodukt af en smart strategi, der minimerer læringsomkostningerne."
Forskere ved, at for bevægelse af mennesker med Parkinsons sygdom, Huntingtons sygdom og slagtilfælde, forstyrres denne bevægelse. At forstå chunking og hvordan det fungerer er afgørende for tidlig diagnose, behandling og rehabiliteringsbehandling. Alligevel har videnskaben ingen konkret forklaring på det.
Men nu har forskere udviklet en omfattende teori om, hvorfor klumpning opstår. Forskningen indrammer klumpning som en økonomisk kompromis i motorsystemet, hvor fletning af små klumper bliver optimalt "omkostningseffektiv" på visse læringsstadier. Resultaterne vises i tidsskriftet Nature Communications.
”Nervesystemet sigter mod at producere bevægelser så effektivt som muligt,” siger Scott Grafton, en neurologiprofessor ved University of California, Santa Barbara. ”Der er dog en beregningsomkostning ved beregning af effektive baner. Den søde plet mellem disse mål resulterer i bidder. ”
Vanskeligt og effektivt
Grafton og kolleger brugte værktøjer til beregningsmotorisk kontrol, der producerer computermodeller for at opdage, hvordan hjernen styrer lemmer og motorens systems mål og begrænsninger. I denne sammenhæng har forskere haft svært ved at forklare, hvordan mennesker og andre dyr overgår fra beregningsmæssigt enkle, men ineffektive bevægelser til beregningsmæssigt krævende, men effektive.
"Vores undersøgelse løser dette problem ved at vise - teoretisk og eksperimentelt - at de mest omkostningseffektive læringsveje med kompleksitetseffektivitet er dem, der producerer klumpning," siger Grafton. "Derfor er chunking det naturlige biprodukt af en smart strategi, der minimerer læringsomkostningerne."
Efterforskerne målte, hvordan rhesusmakak producerede bevægelsessekvenser over flere dages praksis og fandt ud af, at disse dyr faktisk er omkostningseffektive elever. Ved at vælge, hvornår klumper skal smeltes sammen på en intelligent måde, opnåede aberne besparelser på de kumulative omkostninger ved læring.
De delte bevægelsessekvensen i klumper, optimeret til effektivitet inden for klumper og flettede derefter kun klumper, når yderligere gevinster i effektivitet var påkrævet.
”Bevægelsesknurring har i vid udstrækning været karakteriseret i sundhed og sygdom på tværs af mennesker og dyr, men indtil nu manglede en normativ teori,” siger Grafton, “Vores teori stammer fra optimale bevægelsesbaner, og disse eksperimenter, hvor aber lærer at producere en ny sekvens bevægelser over en længere periode viser, at vores teori forklarer de væsentlige træk ved de klumper, der kommer frem i deres bevægelser. ”
Indramning af klumpfænomenet som en økonomisk afvejning giver et nyt perspektiv på motorisk læring og dens lidelser.
For eksempel kan den uregelmæssige natur af bevægelser efter slagtilfælde tilskrives lavere beregningsbudgetter til motorisk læring, og de ineffektive bevægelser, der ses i slagtilfælde, kan således være tilpasset disse budgetter, forklarer Grafton. Enhver rehabiliteringsmetode kan drage fordel af denne indsigt, tilføjer han.
"Vores beregningsmæssige perspektiv på klumpning åbner også nye spørgsmål vedrørende, hvordan hjernen styrer bevægelser," siger Grafton. ”Navnlig nylige beviser for neuralkodning af klumpning i hjernen skal undersøges igen i lyset af beregningsteorier.
”Koder neuroner kinematiske beslutninger, beregningsbudgetter eller effektivitetsmål? Dette er brede åbne spørgsmål for hele motorstyringsfeltet. ”
Kilde: UC Santa Barbara
Relaterede bøger
at InnerSelf Market og Amazon
