Kettős disszociáció a megtakarítások és a hosszú távú memória között a motoros tanulásban 1. rész

Absztrakt

Az emlékeket könnyebb újratanulni, mint a semmiből. Ezt az előnyt, amelyet megtakarításnak neveznek, széles körben feltételezték, hogy a stabil, hosszú távú memóriák újbóli megjelenéséből fakad. A megtakarítások jelenlétét gyakran használták annak jelzőjeként, hogy egy memória konszolidálva lett-e.

A tanulás és az emlékezet szorosan összefügg, egymást okozva. A tanulási memória bizonyos ismeretekre és készségekre utal, amelyeket az emberek a tanulás során alakítanak ki. Az emberek ezt a tudást és készségeket felhasználhatják különféle problémák és kihívások kezelésére. A memória az emberek azon képességére utal, hogy információt tárolnak, visszakeresnek és reprodukálnak.

Ha a tanulási és memóriaképességek elégtelenek, az emberek elfelejtik a megtanult ismereteket és készségeket, és nem tudják alkalmazni azokat a való életben. Ez hatással lesz tanulmányi és szakmai fejlődésükre is. Ezért nagyon fontos, hogy fejlessze saját tanulási és memóriaképességét.

Hogyan lehet javítani a tanulási és memóriaképességet? Először is el kell sajátítania a helyes tanulási módszereket és technikákat. Használhat például memóriamódszereket, például osztályozást és társítást. Ugyanakkor figyelni kell a tanulás rendszerességére, és igyekezni kell meghatározott időben és helyen tanulni. Másodszor, meg kell őriznie az egészséges életmódot, több testmozgást kell végeznie, kiegyensúlyozott étrendet kell étkeznie stb., ami javíthatja a memóriáját. Végül a folyamatos tanulás és gondolkodás, valamint a kognitív és megértési képességek folyamatos fejlesztése is kulcsa a tanulási és memóriaképesség javításának.

Röviden, a tanulási és memóriaképesség javítása nagyon fontos az egyének számára. A helyes tanulási módszerek elsajátításával, az egészséges életmód fenntartásával, valamint a folyamatos tanulással és gondolkodással fejlesztheti tanulási és memóriaképességét, és szilárd alapot teremthet jövőbeli fejlődéséhez. Látható, hogy javítanunk kell a memórián, és a Cistanche deserticola jelentősen javíthatja a memóriát, mert a Cistanche deserticola egy hagyományos kínai gyógyászati ​​anyag, amelynek számos egyedi hatása van, amelyek közül az egyik a memória javítása. A darált hús hatékonyságát a benne található különféle hatóanyagok jelentik, beleértve a savakat, poliszacharidokat, flavonoidokat stb. Ezek az összetevők különféle módon elősegíthetik az agy egészségét.

Kattintson a Tudjon meg 10 módszerre a memória javítására

A legújabb eredmények azonban bebizonyították, hogy a motoros tanulási sebesség szisztematikusan szabályozható, ami mechanikus alternatívát jelent a stabil, hosszú távú memória újbóli megjelenéséhez. Ezenkívül a közelmúltban végzett munkák ellentmondó eredményekről számoltak be azzal kapcsolatban, hogy a motoros tanulás megtakarításához való implicit hozzájárulások jelen vannak-e, hiányoznak-e vagy fordítottak, ami arra utal, hogy a mögöttes mechanizmusok korlátozott megértését.

E mechanizmusok tisztázása érdekében a megtakarítások és a hosszú távú memória közötti kapcsolatot vizsgáljuk a mögöttes emlékek rövid távú (60) időbeli perzisztencián alapuló kísérleti boncolgatásával.

A motoros memória azon komponensei, amelyek 60 s-nál időlegesen perzisztensek, hozzájárulhatnak a stabil, konszolidált hosszú távú memóriához, míg az időlegesen ingadozó komponensek, amelyek már 60 s-kal lecsengettek, nem. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy az időlegesen ingadozó implicit tanulás megtakarításokhoz vezet, míg az átmenetileg tartós tanulás nem, de az átmenetileg tartós tanulás 24 órán belül hosszú távú memóriához vezet, míg az időlegesen ingadozó tanulás nem.

Ez a kettős disszociáció a megtakarítások és a hosszú távú memória kialakulásának mechanizmusai között megkérdőjelezi a megtakarítások és a memóriakonszolidáció közötti kapcsolatra vonatkozó széles körben elterjedt feltételezéseket.

Ezen túlmenően azt találjuk, hogy a tartós implicit tanulás nemcsak nem járul hozzá a megtakarításokhoz, hanem ellentétes, megtakarításellenes hatást is kivált, és hogy az átmenetileg tartós anti-megtakarítás és az időlegesen ingatag megtakarítások közötti kölcsönhatás magyarázatot ad számos ellentmondónak tűnő közelmúltbeli jelentésre arról, hogy az implicit a megtakarítási hozzájárulások jelen vannak, hiányoznak, vagy fordítottak.

Végül, a tanulási görbék, amelyeket az időlegesen ingadozó és időben perzisztens implicit emlékek elsajátítására figyeltünk meg, azt mutatják, hogy az implicit emlékek különböző időbeli lefutásokkal együtt élnek, megkérdőjelezve azt az állítást, miszerint a kontextus alapú tanulás és becslés modelljei felváltják a különböző tanulási sebességű adaptív folyamatok modelljeit. . Ezek az eredmények együttesen új betekintést nyújtanak a megtakarítások és a hosszú távú memória kialakításának mechanizmusaiba.

Bevezetés

A deklaratív és procedurális emlékeket könnyebb újratanulni, mint a semmiből. Ezt az előnyt, amelyet megtakarításnak neveznek, először Hermann Ebbinghaus alapművében [1] méltatták, amelyben megfigyelte, hogy egy elfelejtett szólista újratanulása gyorsabb, mint a tanulás. regénylista.

A megtakarítást azóta számos különböző paradigmában mutatták ki, beleértve az emberek kognitív feladatait [2,3], az operáns kondicionálást állatokban [4–6], és az embertelen motoros feladatokat, mint például a saccade adaptáció [7], az erőtér adaptáció [7]. 8–11], vizuomotoros adaptáció[12–21] és járásadaptáció [22,23].

A korábbi kutatások általában azt állították, hogy a megtakarítások egy korábban konszolidált hosszú távú memória felidézésének eredménye [14,24,25].

A tartós, hosszú távú emlékek kialakításának képessége az egyik legfigyelemreméltóbb biológiai képesség, egyes emlékek a szüntelen idegi plaszticitás ellenére egy életen át fennmaradnak.

Az idős dánok hétköznapi részletekre – például az időjárásra – emlékeztek az országuk több mint 50 évvel későbbi II. világháború alatti inváziójáról és felszabadulásáról szóló hírek körül [26], és a sokkoló és/vagy következményes eseményeket körülvevő emlékek hasonló példái bővelkednek [27–29]. Az emberek évtizedekkel később felismerik a középiskolai osztálytársakat [30], hallgatólagosan szintetikus nyelvtani szabályokat alkalmaznak évekkel a képzés után [31], és hónapokkal [32] vagy akár évekkel [33] később azonosítanak konkrét képeket. A hosszú távú emlékek konszolidáción keresztül jelennek meg, olyan molekuláris mechanizmusok által vezérelt folyamatban, amelyek elősegítik a szinaptikus aktivitást [34, 35], és a hippocampuson keresztül közvetíthetők [36, 37].

A motoros feladatokban a megtakarítás meglétét vagy hiányát gyakran lakmusz tesztnek tekintik annak megállapítására, hogy egy korábban betanított memória megszilárdult-e, óráktól hónapokig terjedő időskálán [14,24,25].

Következésképpen a mögöttes mechanizmusok tekintetében a megtakarítások a következőkből származnak: (1) egy lassabb tanulási, erősen megtartó folyamat leleplezése egy többszintű tanulási modellben[10]; (2) kontextus- vagy relevanciaalapú váltás az ilyen több lassú folyamat között, amelyek mindegyike más-más memóriára vonatkozik [38–41]; vagy (3) visszatérés egy korábban megtanult motoros terv emlékéhez, amelyet siker vagy puszta ismétlés erősít meg [16,42].

Mindezek a javasolt mechanizmusok a megtakarításra összpontosítanak, mint egy látens, stabil, konszolidált motoros memória megnyilvánulására, amely robusztus mind az interferencia, mind az idő múlásával szemben.

Ezzel az elképzeléssel összhangban egy újabb, de befolyásos nézet azt javasolta, hogy a motoros adaptáció megtakarítása kifejezetten egy explicit stratégia felidézésének eredménye [18,43,44], míg a vizuomotoros tanulás implicit komponense nem járul hozzá a megtakarításokhoz [44].

Ezek a tanulmányok egyértelmű bizonyítékot szolgáltattak az explicit megtakarításokra, de az általuk használt paradigmák csekély implicit alkalmazkodást váltottak ki, korlátozva az implicit megtakarítások értékelésének képességét. Az újabb tanulmányok, amelyek nagyobb implicit alkalmazkodást váltottak ki, eltérő eredményekhez vezettek, és arra a következtetésre jutottak, hogy az implicit adaptáció vagy gyorsabb az újratanulás során [19,20] vagy lassabb [45].

Avraham [45] és Albert [20] tanulmányai különösen érdekesek, mivel mindkettőt az implicit adaptáció elkülönítésére tervezték (bár eltérő paradigmákat használva), és mégis ellentétes következtetésekre jutottak.

Mi magyarázhatja ezt a látszólagos eltérést? Lehetséges, hogy az implicit adaptáció nem monolitikus. Különféle összetevőkből állhat, amelyeket különböző ütemben tanulnak újra, és eltérően váltanak ki ezekben a különböző paradigmákban.

A felidézésen alapuló mechanizmus érdekes alternatívája az, hogy a megtakarítások a tanulási arány változásaiból származnak [11, 15, 23]. Ezt az elképzelést a közelmúltban végzett munka is megerősítette, amely kimutatta, hogy a tanulási sebességet szisztematikusan modulálják a tanulási környezet sajátos jellemzői.

Ezek a jellemzők magukban foglalják a tanulás előtt jelen lévő, feladat szempontjából releváns variabilitás mértékét [46,47], az érzékszervi bizonytalanság és az állapotbecsléssel kapcsolatos bizonytalanság közötti egyensúlyt [48,49], a perturbációknak való előzetes kitettséget, amelyet a tanulási paraméterek közötti hasonló kovarianciastruktúra jellemez [50,51]. , hasonló motoros hibáknak való korábbi kitettség [21,52] és a tanulási környezet próba-próba következetessége [53,54].

Különösen a nagy konzisztenciájú környezetek, ahol a perturbációk általában egyik kísérletről a másikra fennmaradnak, és így jobban kiszámíthatóvá teszik a kiszabott perturbációt, erősen (akár 3-szorosára) növelhetik a tanulási arányt. Ez kritikus megállapítás, ami a megtakarítások tanulmányozását illeti: A megtakarítások tanulmányozására használt adaptációs paradigmák általában abból állnak, hogy ugyanaz a perturbáció aktív nagyszámú (általában 60-120) kísérlet során, ami rendkívül következetes hibákat eredményez, amelyek viszont erőteljesen megnövekedett tanulási arányhoz vezet [52–55].

Ez a mechanizmus megtakarításokhoz vezethet azáltal, hogy lehetővé teszi a rövid távú memória gyorsabb újratanulását, szemben a hosszú távú, stabil memória újbóli megjelenésével. Ez összhangban van a közelmúltbeli eredményekkel, amelyek azt mutatják, hogy a nagy konzisztenciájú hibákkal kapcsolatos korábbi tapasztalatok, szemben a sikeres műveletek ismétlésével, megtakarításokhoz vezetnek [21].

Itt összehasonlítjuk azokat a mechanizmusokat, amelyek megtakarításhoz vezetnek, és azokat, amelyek stabil, hosszú távú motoros memóriák kialakulásához vezetnek.

Feltételeztük, hogy az időbeli perzisztencián alapuló motoros adaptáció specifikus memóriakomponensekre boncolása fényt deríthet ezekre a mechanizmusokra. Rövid 60-s időkésleltetéseket használunk, hogy az általános alkalmazkodást két komponensre bontsuk: az időlegesen ingadozó adaptációra, amely ez alatt az időkésleltetés alatt csökkenne, és az átmenetileg tartós adaptációra, amely túlélné a késést [56–59].

Mivel mindössze 60 másodperc alatt lebomlik, az időlegesen ingadozó adaptáció nem vezet hosszú távú memóriához, amely a nagyságrendekkel nagyobb időskálák közötti stabilitáshoz kapcsolódik [9, 25, 60]. Ennélfogva a hosszú távú emlékezethez vezető mechanizmusok az időlegesen perzisztens adaptációban lennének benne, és így a konszolidációtól függő megtakarítások gyorsabb tanulást jósolnának, kizárólag az átmenetileg tartós alkalmazkodásra.

Ezzel szemben, ha pusztán az időlegesen ingadozó adaptáció miatt gyorsabb újratanulást találnánk, az olyan megtakarítási mechanizmust jelezne, amelyet nem a hosszú távú memória vezérel.

Figyelemre méltó, hogy a megtakarításokat nem az időlegesen állandó motoros emlékek újbóli megjelenése, hanem az időlegesen ingadozó emlékek gyorsabb újratanulása vezérli. Megállapítjuk, hogy ezek az időlegesen ingadozó emlékek, amelyek paradigmánk megtakarításaiért felelősek, inkább implicit, mint explicit alkalmazkodást képviselnek.

Amikor azonban mérjük az időlegesen perzisztens és az időlegesen ingadozó komponensek hosszú távú megtartását, azt találjuk, hogy egy időben perzisztens adaptáció, nem pedig egy időben ingadozó adaptáció vezet a hosszú távú memóriához. Ezek az eredmények együttesen egyértelmű kettős disszociációt mutatnak a megtakarítások és a hosszú távú memória között.

Eredmények

Kísérletsorozatot terveztünk a megtakarítások és a hosszú távú emlékezet mechanizmusainak tisztázására és a köztük lévő kapcsolat vizsgálatára. Kezdtük annak vizsgálatával, hogy a megtakarításokat, egy korábban tanult adaptáció gyorsabb újratanulását egy korábban konszolidált, időlegesen perzisztens memória újbóli megjelenése, vagy egy tranziens, időlegesen ingadozó memória gyorsabb megszerzésére való hajlam okozza-e.

Konkrétan olyan paradigmát hoztunk létre, amely a kezdeti alkalmazkodást, az alkalmazkodás kimosását és az újraadaptáció során elért megtakarításokat időlegesen perzisztens és időlegesen ingadozó komponensekre boncolgatja.

Először azt vizsgáltuk, hogy az átmenetileg perzisztens és időlegesen ingadozó emlékek milyen dinamikával bomlanak le a kezdeti adaptációt követő kimosódási periódus alatt, mivel megtakarítások származhatnak az adaptáció egy komponensének hiányos kimosódásából [10,61]. Ez lehetővé tette számunkra, hogy összehasonlíthassuk az időlegesen perzisztens és az időlegesen ingadozó alkalmazkodás lemorzsolódási arányát a kimosás során, és kritikusan mérjük az időlegesen perzisztens és az időlegesen ingadozó emlékek kezdeti értékét az újraadaptáció előtt, hogy a megtakarításokat mindkettőnél pontosan lehessen értékelni.

Ezt követően megvizsgáltuk, hogy a megtakarítások hogyan függnek az átmenetileg tartós és időlegesen ingadozó memóriáktól, oly módon, hogy külön mérjük a megtakarításokat a motoros adaptáció két összetevőjére vonatkozóan, lehetővé téve annak meghatározását, hogy ezen memóriák egyike kifejezetten felelős-e a megtakarításokért.

Ezt követően azt vizsgáltuk, hogy a hosszú távú memória, amelyet egy korábban betanított adaptáció 24 órával későbbi megtartásaként mérünk, összefügg-e az adaptáció időlegesen perzisztens vagy időlegesen ingadozó összetevőjével.

A megtakarításokhoz való átmenetileg ingadozó és tartósan tartós hozzájárulások mérése

Az 1. és 2. kísérlethez N=40 alanyt vettünk fel, és 30˚-os vizuomotoros rotációra (VMR) képeztük ki őket [12,13,15–18,62–64] (1A. és 1B. ábra). A kezdeti tréning 80 próbája után az alanyokat tesztelték a megtakarítások szempontjából vagy egy rövid (40-próba) kimosódási időszak után, amelyről korábban azt állították, hogy elegendő volt a teljes VMR adaptáció kimosásához [15], vagy egy hosszabb ({{) 15}}próba) kimosási időszakot alkalmaztunk a véglegesebb kimosás érdekében.

A 800-próbakimosásból származó adatokat arra is felhasználtuk, hogy nyomon kövessük a tanulás lemondásának időbeli lefolyását az alkalmazkodás átmenetileg tartós és időlegesen ingadozó összetevői esetében is; ez a tanulástól való távolodás egyaránt felöleli az aktív unlearninget (azaz az alapszintű viselkedés újratanulását) és az alkalmazkodás természetes próba-totriális hanyatlását [17,65–68].

Mindegyik alany mindkét típusú kimosódást tapasztalt a képzést követően (lásd az 1C. ábrát). Az 1. kísérletben (N=20) először a rövid kimosódási periódust mutatták be, másodikként a hosszú kimosódási időszakot. A 2. kísérletben (N=20) ezt a sorrendet átfordították (1C. ábra, a részletes leírásért lásd: Anyagok és módszerek).

Ezekben a kísérletekben – mind a tanulás, mind a kimosódás során – alkalmanként 1-perces késleltetéseket iktattunk be, amelyek lehetővé tették a bomláshoz való átmenetileg ingadozó alkalmazkodást.

Mivel a 1-perc késések, az időállandó 2,5-4-szeresét írtuk elő az időbeli ingadozó adaptáció lelassulására [56–58], az illékony adaptáció körülbelül 95%-os csökkenése várható, hatékonyan elszigetelve az átmenetileg tartós adaptációt. .

Az időlegesen perzisztens adaptációt működésileg úgy definiáltuk, mint a késleltetés utáni próba során mért alkalmazkodást és az időlegesen ingadozó adaptációt, mint a teljes adaptáció (magát az átlagos adaptációt a 2 megelőző és a 2 folyamatban lévő nem késleltetett kísérletben) és az időlegesen perzisztens adaptáció közötti különbséget. 1D, lásd még Anyagok és módszerek).

For more information:1950477648nn@gmail.com