Hur hjärnan förbereder sig för rörelse och åtgärder

Hur hjärnan förbereder sig för rörelse och åtgärder För att utföra en sekvens av åtgärder måste våra hjärnor förbereda och köa dem i rätt ordning. AYAakovlev / Shutterstock

Vårt beteende är i stor utsträckning knutet till hur väl vi kontrollerar, organiserar och utför rörelser i rätt ordning. Ta skriv, till exempel. Om vi ​​inte gjorde en stroke efter en annan på en sida skulle vi inte kunna skriva ett ord.

Men motoriska färdigheter (singel eller sekvenser av åtgärder som genom övning blir enkla) kan bli mycket svårt att lära och hämta när neurologiska förhållanden stör planering och kontroll av sekventiella rörelser. När en person har en störning - t.ex. dyspraxi eller stammar - vissa färdigheter kan inte utföras på ett smidigt och samordnat sätt.

Traditionellt forskare har trott att i en följd av handlingar är var och en tätt associerad med den andra i hjärnan, och en utlöser nästa. Men om det här är korrekt, hur kan vi förklara fel i sekvensering? Varför misstypar vi "form" istället för "från", till exempel?

Några forskare argumenterar att innan vi börjar en sekvens av åtgärder, återkallar hjärnan och planerar alla saker samtidigt. Den förbereder en karta där varje objekt har en aktiveringsstämpel i förhållande till sin ordning i sekvensen. Dessa tävlar med varandra tills objektet med starkare aktivering vinner. Det kommer "ut" för att det ska vara mer "färdigt" - så vi skriver "f" i ordet "från" först, till exempel - och sedan raderas det från kartan. Denna process, kallad konkurrenskraftig kö, upprepas för resten av åtgärderna tills vi utför alla föremål i sekvensen i rätt ordning.

Denna uppfattning att hjärnan använder samtidiga aktivering av åtgärder innan någon rörelse äger rum var bevisat i en 2002-studie. När apa ritade former (till exempel tre steg för en triangel) fann forskare att före förekomsten av rörelsen fanns samtidiga neurala mönster för varje stroke. Hur stark aktiveringen var kan förutsäga läget för den specifika åtgärden i körning.

Planering och kö

Det som hittills inte varit känt är om detta aktiveringssystem används i människans hjärna. Vi har inte heller känt hur åtgärder är i kö medan vi förbereder dem utifrån deras position i sekvensen. dock senaste forskningen från neurovetenskapare vid Bangor University och University College London har visat att det finns samtidig planering och konkurrenskraftig kö i människans hjärna.

Hur hjärnan förbereder sig för rörelse och åtgärder För att utföra sekvenser av handlingar måste våra hjärnor köa var och en innan vi gör det. Liderina / Shutterstock

För denna studie var forskarna intresserade av att se hur hjärnan förbereder sig för att genomföra vällärdade actionsekvenser som att skriva eller spela piano. Deltagarna utbildades i två dagar för att para abstrakta former med femfingersekvenser i en datorbaserad uppgift. De lärde sig sekvenserna genom att titta på en liten punktflytta från finger till finger på en handbild som visas på skärmen och trycka på motsvarande finger på en svarsenhet. Dessa sekvenser var kombinationer av tvåfingerordningar med två olika rytmer.

På den tredje dagen hade deltagarna att producera - baserat på den abstrakta formen som presenterades en stund på skärmen - den korrekta sekvensen helt från minnet medan deras hjärnaktivitet registrerades.

Med tanke på hjärnsignalerna kunde laget skilja mellan deltagarnas neurala mönster när de planerade och utförde rörelserna. Forskarna fann att millisekunder före rörelsens start var alla fingerpressar i kö och "staplade" på ett ordnat sätt. Fingerpressens aktiveringsmönster reflekterade sin position i den sekvens som utfördes omedelbart efter. Detta konkurrenskraftiga kösmönster visade att hjärnan förberedde sekvensen genom att organisera de enskilda handlingarna i rätt ordning.

Forskarna tittade också på om denna förberedande köningsaktivitet delades över olika sekvenser som hade olika rytmer eller olika fingerordningar och fann att det var. Den konkurrerande köregenskapen fungerade som en mall för att styra varje åtgärd till en position och tillhandahöll basen för korrekt produktion av nya sekvenser. På detta sätt är hjärnan flexibel och effektiv nog att vara redo att producera okända kombinationer av sekvenser genom att organisera dem med hjälp av denna förberedande mall.

Intressant nog förutspådde kvaliteten på det förberedande mönstret hur exakt en deltagare var i att producera en sekvens. Med andra ord, desto mer väl separerade aktiviteterna eller åtgärderna var före sekvensens genomförande, desto troligare var deltagaren att genomföra sekvensen utan fel. Förekomst av fel, å andra sidan, innebar att köernas köer i förberedelserna för åtgärden var mindre väldefinierade och tenderade att blandas.

Genom att veta hur våra åtgärder är förplanerade i hjärnan kommer forskarna att kunna ta reda på parametrarna för att utföra smidiga och exakta rörelsessekvenser. Detta kan leda till en bättre förståelse av de svårigheter som finns i sjukdomar i följdinlärning och kontroll, såsom stammar och dyspraxi. Det kan också bidra till utvecklingen av nya rehabiliterings- eller behandlingstekniker som optimerar rörelseplanering för att patienter ska kunna uppnå en mer skicklig kontroll av actionsekvenser.Avlyssningen

Om författaren

Myrto Mantziara, doktorandforskare, Bangor University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}