研究發(fā)現(xiàn)在執(zhí)行熟練任務(wù)時(shí)大腦內(nèi)的信息狀態(tài)會發(fā)生轉(zhuǎn)變

一項(xiàng)新的研究顯示，人類大腦準(zhǔn)備熟練的動作，例如彈鋼琴，參加田徑比賽或通過“壓縮和解壓縮”有關(guān)動作時(shí)間和順序的信息來跳舞。

專家發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜序列中運(yùn)動的順序和時(shí)間由大腦分開，然后在人開始動作時(shí)被壓縮并轉(zhuǎn)移到特定的運(yùn)動命令或“肌肉記憶”中。

他們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動的高級順序(如順序和時(shí)間)可以存儲在大腦的幾個(gè)運(yùn)動區(qū)域，通常是在幾天的訓(xùn)練和記憶動作序列中，然后在特定的觸發(fā)(如音樂提示或發(fā)令槍)之后被激活。

伯明翰大學(xué)和班戈大學(xué)的研究人員今天(6月<>日)在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上發(fā)表了他們的研究結(jié)果，認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)可能有助于改善中風(fēng)患者的運(yùn)動康復(fù)。

從手寫到演奏樂器，從記憶中執(zhí)行一系列動作是熟練的人類行為的標(biāo)志。

令人驚訝的是，即使經(jīng)過廣泛的訓(xùn)練，大腦也會將這些技能分離成它們的組成特征，而不是將它們編碼為集成的肌肉記憶。在執(zhí)行此類任務(wù)時(shí)，大腦內(nèi)的信息狀態(tài)會發(fā)生變化。

當(dāng)我們準(zhǔn)備執(zhí)行信息時(shí)，信息會從解壓縮的內(nèi)存中檢索，然后再壓縮在一起以啟動任務(wù)。也許這種解壓縮機(jī)制可以幫助我們保持靈活的調(diào)整，即使在我們開始運(yùn)動前的最后幾百毫秒，例如，如果我們需要改變即將到來的動作的速度或時(shí)間。

在一系列近1000次試驗(yàn)中，右撇子參與者(不包括專業(yè)音樂家)學(xué)習(xí)并記住了他們準(zhǔn)備的四個(gè)鍵盤序列，隨后在視覺提示后制作。訓(xùn)練結(jié)束后，參與者在MRI掃描儀中制作鍵盤序列，測量任務(wù)期間整個(gè)大腦的活動模式。圍棋提示沒有出現(xiàn)在一些試驗(yàn)中，這使得研究人員能夠?qū)?zhǔn)備工作與運(yùn)動本身分開。

來自班戈大學(xué)的第一作者RhysYewbrey評論說：“我們還發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)在運(yùn)動生產(chǎn)過程中控制時(shí)間的大腦區(qū)域，但似乎沒有一個(gè)區(qū)域在不將其與時(shí)間整合的情況下控制秩序。

“我們的參與者的行為具有匹配效應(yīng)-當(dāng)他們熟悉時(shí)間時(shí)，他們更快地獲得具有新手指按壓順序的序列，但當(dāng)他們必須將先前訓(xùn)練的順序與新時(shí)間配對時(shí)，他們很難學(xué)習(xí)序列。也許在生產(chǎn)過程中保持活動狀態(tài)的定時(shí)控制即使在機(jī)芯開始后也能實(shí)現(xiàn)靈活性。

研究人員認(rèn)為，大腦將序列順序和時(shí)間分離為代表更高層次控制的“什么”元素，這些元素結(jié)合起來定義任務(wù)應(yīng)該“如何”執(zhí)行。

這些新結(jié)果有助于我們更好地了解熟練的動作如何在大腦中存儲和控制日常技能，如打字，系鞋帶和演奏樂器，以及是什么使它們對環(huán)境或神經(jīng)系統(tǒng)疾病的變化具有靈活性和彈性。

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