운동 학습

Motor learning

운동 학습은 크게 신경계의 구조와 기능의 변화를 반영하는 유기체의 움직임의 변화를 말한다.운동 학습은 다양한 시간표와 복잡도에 걸쳐 일어난다: 인간은 몇 년 동안 걷거나 말하는 것을 배우지만 키, 몸무게, 힘 등의 변화에 계속해서 적응한다.평생에 걸쳐서 말이야운동 학습은 동물들이 새로운 기술을 습득할 수 있게 하고, 어떤 경우에는 반사작용과 같은 간단한 움직임을 교정함으로써 움직임의 부드러움과 정확성을 향상시킨다.운동 학습 연구는 종종 운동 프로그램 형성(즉, 숙련된 운동 행동), 오류 감지 [1][2]프로세스의 민감도 및 운동 스키마의 강도에 기여하는 변수를 고려한다(운동 프로그램 참조).운동 학습은 "상대적으로 영구적"이며, 이는 적절하게 반응하는 능력이 획득되고 유지되기 때문이다.연습 중 또는 일부 섭동에 대한 응답으로 수행의 일시적인 향상을 종종 일시적인 학습 형태인 운동 적응이라고 한다.운동 학습에 대한 신경 과학 연구는 뇌와 척수의 어떤 부분이 운동과 운동 프로그램을 나타내는지 그리고 신경계가 연결성과 시냅스 강점을 바꾸기 위해 피드백을 처리하는 방법과 관련이 있습니다.행동 수준에서 연구는 운동 학습을 주도하는 주요 구성요소의 설계와 효과, 즉 실천의 구조와 피드백에 초점을 맞춘다.연습의 시기 및 구성은 정보 보유에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 작업을 세분화하고 연습하는 방법(다양한 실무 참조)이 있으며, 피드백의 정확한 형태는 이동 준비, 예상 및 지침에 영향을 미칠 수 있다.

행동적 접근

실천 구조 및 상황별 간섭

컨텍스트 간섭은 원래 "기억 개선을 담당하는 학습에 대한 기능 간섭"[3]으로 정의되었습니다.문맥적 간섭 효과는 "여러 과제를 함께 [4]학습하고 연습해야 하는 연습 상황에서 발견되는 기능적 간섭 정도를 학습하는 효과"이다.연습의 다양성(또는 다양한 연습)은 학습 내에 과제 변화를 배치하기 때문에 상황 간섭의 중요한 구성요소이다.다양한 관행으로 인해 획득 단계에서 성능이 저하될 수 있지만, 이는 조립과 모터 [3][5]러닝의 보존 및 전달 개선을 담당하는 스키마의 개발에 중요합니다.

다양한 연구에서 볼 수 있는 성능의 개선에도 불구하고, 컨텍스트 간섭 효과의 한 가지 한계는 많은 변수가 지속적으로 조작되기 때문에 성능 개선의 원인과 관련된 불확실성이다.문헌의 [3]리뷰에서 저자는 상황 간섭 패러다임을 사용하는 실험의 개선을 설명하는 패턴이 거의 없었다는 것을 확인한다.문헌에는 패턴이 없었지만, 간섭 효과를 정당화하는 공통 영역과 한계가 확인되었다.[3]

  1. 습득한 기술에는 전신 움직임이 필요했지만, 대부분의 작업에는 공통적인 특징이 있었습니다. 모든 작업에는 분리할 수 있는 구성 요소가 포함되어 있었습니다.
  2. 간섭 효과를 지원하는 대부분의 연구는 이동 실행 중 이동 조정을 가능하게 하는 느린 이동을 사용했습니다.
  3. 일부 저자에 따르면, 정보의 원천이 신체의 양쪽에서 개발될 수 있기 때문에 양자간 이전은 대체 관행 조건을 통해 도출될 수 있다.이러한 연구에서 나타난 개선에도 불구하고 간섭 효과는 개선의 원인이 되지 않을 것이며,[3][6] 이는 작업 특성과 실행 일정의 일치일 것이다.
  4. "복잡한 기술"이라는 용어는 잘 정의되지 않았습니다.실험마다 다른 절차 조작(예: 작업 간의 유사성 변경)은 기술 복잡성의 한 요인으로 인용되었다.

연습 중 피드백

피드백은 기술 습득에 중요한 변수로 간주되며 반응이나 [7]움직임과 관련된 감각 정보의 종류로 폭넓게 정의됩니다.내적 피드백은 반응으로 생성됩니다. 일반적으로 움직임이 이루어졌을 때 발생하며 소스가 신체 내부 또는 외부에 있을 수 있습니다.내재적 피드백의 전형적인 원천에는 시각, 자체 수용 및 오디션이 포함됩니다.외적 피드백은 내적 피드백 외에 외부 소스에 의해 제공되는 증강 정보입니다.외적 피드백은 성과에 대한 지식 또는 결과에 대한 지식으로 분류되기도 합니다.

여러 연구가 최적의 학습 조건을 결정하기 위해 피드백 정보(예: 빈도, 지연, 보간 활동 및 정밀도)의 표시 특징을 조작했다.피드백 조작에 대한 자세한 설명과 결과에 대한 지식(아래 참조)은 그림 4, 그림 6[8] 및 요약 표 1을 참조하십시오.

퍼포먼스에 관한 지식

KP(Knowledge of Performance) 또는 운동학적 피드백은 연주자에게 제공되는 정보를 말하며,[7] 연주자의 움직임의 품질 또는 패턴을 나타냅니다.여기에는 변위, 속도 또는 관절 운동과 같은 정보가 포함될 수 있다.KP는 본질적인 피드백과 구별되는 경향이 있으며 실제 작업에서 더 유용하다.이것은 코치나 재활의사가 자주 사용하는 전략이다.

결과에 대한 지식

KR(Knowledge of Results)는 응답 [8]후 수행자에게 제공되는 외적 또는 증강 정보로 정의되며, 환경 목표에 대한 수행의 성공을 나타냅니다.KR은 특히 실제 [7]시나리오에서 내재적 피드백으로 중복될 수 있다.단, 실험 연구에서는 응답이 이루어질 때 자연스럽게 수신되는 피드백 소스 이상에 제공되는 정보(즉, 응답 생성 피드백)[1][9][10]를 참조한다.일반적으로 KR은 구두 또는 구두로도 사용할 [11]수 있습니다.KR이 운동 학습에 미치는 영향은 잘 연구되었으며, 아래에 몇 가지 시사점을 설명합니다.

실험 설계 및 결과 지식

종종, 실험자들은 응답 능력의 비교적 영구적인 변화 양상(즉, 학습의 지표)을 일시적인 효과(즉, 성과를 나타내는 지표)와 분리하지 못한다.이를 고려하기 위해 두 [11]가지 단계를 포함하는 이전 설계가 작성되었습니다.전송 설계를 시각화하려면 4x4 그리드를 상상해 보십시오.열 제목은 "실험 #1" 및 "실험 #2"로 지정될 수 있으며 비교하려는 조건을 나타냅니다.행 머리글의 제목은 "획득" 및 "전송"입니다.

  1. 획득 블럭(2개 열)에는 일부 변수가 조작되고(즉, 서로 다른 수준의 KR이 적용됨) 서로 다른 그룹이 서로 다른 처리를 받는 검정 조건이 포함됩니다.이 블록은 KR의 일시적인 효과(즉, 성능)를 나타냅니다.
  2. 전달 블록(2열)에는 해당 변수가 일정하게 유지되는 테스트 조건(즉, 공통 수준의 KR이 적용되고 일반적으로 KR이 적용되지 않는 조건)이 포함됩니다.no-KR 조건이 제시될 때, 이 블록은 KR(즉, 학습)의 지속적 효과를 나타낸다.반대로 이 블록이 KR을 사용할 수 있는 형식으로 피험자에게 주어지면 KR의 일시적 및 지속적 효과는 복잡해지고 학습 효과에 대해서는 해석할 수 없다고 주장한다.

휴식기 후, 응답 능력의 변화(즉, 효과)는 학습에 기인하는 것으로 주장되며, 가장 효과적인 성과를 가진 그룹이 가장 많이 배웠다.

결과에 대한 지식의 기능적 역할과 효과의 잠재적 교란 요인

KR에는 여러 가지 역할이 있는 것 같습니다.그 중 일부는 일시적 또는 일시적인 것으로 볼 수 있습니다(즉, 퍼포먼스 효과).이러한 역할 중 세 가지는 1) 동기 부여, 2) 연상 기능, 3) 지도입니다.동기적 영향은 KR이 [12]제거된 후에도 이러한 관심을 유지할 뿐만 아니라 작업에 대한 수행자의 노력과 관심을 증가시킬 수 있습니다.성과와 학습 목적을 위해 작업에 대한 관심을 창출하는 것은 중요하지만, 학습에 영향을 미치는 정도는 알려져 있지 않습니다.KR의 연관 기능은 자극과 반응 사이의 연관성 [13]형성에 관여할 가능성이 높다(즉, 효과의 법칙).그러나, 이러한 추가 효과는 KR의 상대적 빈도를 조작하는 전송 작업에서 발견된 내용을 설명할 수 없다. 특히, 상대적 빈도를 감소시키면 학습이 향상된다.KR이 모터 시스템을 외부로 보정하는 방법에 대한 대체 토론은 모터 프로그램의 스키마 이론을 참조하십시오.KR의 지도 역할은 내부 및 외부 피드백 소스가 모두 운동 과제 수행에 지도 역할을 하기 때문에 학습에[1] 가장 큰 영향을 미칠 수 있다.수행자에게 작업 수행 오류에 대한 통지가 이루어짐에 따라, 그 차이를 사용하여 다음 시험에서 지속적으로 성능을 향상시킬 수 있습니다.그러나 지침 가설은 실습 중에 너무 많은 외부 증강 피드백(예: KR)을 제공하면 학습자가 이러한 피드백 [8]소스에 대한 유해한 의존성을 발달시킬 수 있다고 가정한다.이 경우 연습 중에는 성능이 우수하지만 이송 시에는 성능이 저하될 수 있습니다. 이는 모터 학습 부진을 나타냅니다.또한, 이는 수행자가 향상됨에 따라 KR의 조건을 수행자의 기술 및 작업 난이도에 따라 조정해야 학습을 극대화할 수 있음을 의미합니다(과제점 프레임워크 참조).

학습 가설의 특수성

학습 가설의 특수성은 연습 세션이 과제 수행 중에 필요한 환경과 이동 조건을 포함할 때 학습이 가장 효과적이라는 것을 시사합니다. 이는 목표 [7]p. 194스킬 수준과 수행 컨텍스트를 복제하는 것과 매우 유사합니다.그것은 운동 학습이 학습된 스포츠나 [14]p. 90기술 중에 신체적인 연습과 결합되기 때문에 연습에서 특수성의 이익이 발생한다는 것을 암시한다.이전의 믿음과는 달리, 기술 학습은 운동 학습과 신체적 성과를 번갈아 수행함으로써 이루어지며, 피드백의 원천이 함께 작동하도록 한다.학습 과정은, 특히 어려운 작업의 경우, 업무 수행과 관련된 모든 관련 정보가 통합된 업무의 표현을 생성하게 된다.이러한 표현은 작업 수행 경험이 증가함에 따라 밀접하게 결합됩니다.그 결과 유의적인 정보원이 존재하는지 여부에 관계없이 실무기간 후에 제거하거나 추가하는 것은 성과 악화를 초래하지 않는다.운동 학습과 신체 연습을 번갈아 하는 것은 궁극적으로 단순히 신체적인 연습과는 달리 더 낫지는 않더라도 훌륭한 성과를 이끌어 낼 수 있습니다.

생리학적 접근

소뇌와 기저 신경절은 운동 학습에 매우 중요하다.적절하게 보정된 움직임에 대한 보편적인 필요성의 결과로서, 소뇌와 기저 신경절이 어류에서 [15]인간에 이르는 척추 동물에 걸쳐 광범위하게 보존된다는 것은 놀라운 일이 아니다.

운동 학습을 통해 인간은 매우 숙련된 행동을 할 수 있으며 반복 훈련을 통해 어느 정도의 자동화를 기대할 수 있다.그리고 이것은 세련된 과정일 수 있지만, 많은 것들이 단순한 행동에 대한 연구로부터 배워왔습니다.이러한 행동에는 눈 깜빡임 조절, 전정안 반사 운동 학습, 새소리 등이 포함됩니다.바다 민달팽이인 Aplysia Californica에 대한 연구는 단순한 형태의 학습의 세포 메커니즘에 대한 자세한 지식을 제공했습니다.

운동 학습의 한 종류는 뇌-컴퓨터 인터페이스 작동 중에 발생합니다.예를 들어, 미하일 레베데프, 미겔 니콜리스와 그들의 동료들은 최근 뇌-기계 인터페이스를 통해 제어되는 외부 작동기를 피실험자의 신경 [16]표현에 통합하는 결과를 초래하는 피질 가소성을 입증했다.

세포 수준에서, 운동 학습은 운동 피질의 뉴런에서 나타난다.단세포 기록 기술을 사용하여, Emilio Bizzi 박사와 그의 공동 연구진은 "기억 세포"로 알려진 특정 세포의 행동이 연습에 따라 영구적인 변화를 겪을 수 있다는 것을 보여주었다.

운동 학습은 또한 근골격계 수준에서 이루어진다.신체의 각 운동 뉴런은 하나 이상의 근육 세포를 형성하고, 이 세포들은 함께 운동 단위라고 알려진 것을 형성합니다.사람이 가장 간단한 모터 작업이라도 수행하기 위해서는 이러한 수천 개의 모터 유닛의 활동이 조정되어야 합니다.신체는 활동성이 [citation needed]상관된 단위의 모듈로 모터 유닛을 구성함으로써 이 과제를 처리하는 것으로 보인다.

운동 학습 장애

발달 조정 장애

발달 조정 장애(DCD)와 관련된 장애는 새로운 운동 기술을 배우는 데 어려움이 있을 뿐만 아니라 제한된 자세 제어와 감각 운동 [17]조정의 결함을 포함한다.DCD를 가진 아이들은 연습만으로는 [18]복잡한 운동 작업의 성능을 향상시킬 수 없는 것으로 보인다.그러나 과제별 훈련이 단순한 과제의 [19]성과를 개선할 수 있다는 증거가 있다.손상된 기술 학습은 뇌 활동, 특히 숙련된 운동 연습과 관련된 영역의 [20]뇌 활동 감소와 관련이 있을 수 있습니다.

아프락시아

운동 학습은 뇌졸중 회복과 신경 회복에 적용되어 왔다. 재활은 일반적으로 연습 및/[21]또는 훈련을 통해 잃어버린 기술을 재학습하는 과정이기 때문이다.재활 임상의들이 개입의 주요 구성요소로 관행을 활용하지만, 운동 제어와 운동 학습 연구 및 재활 실습 사이에는 여전히 격차가 있다.일반적인 운동 학습 패러다임에는 로봇 팔 패러다임이 포함되어 있으며, 이 패러다임에서는 특정 팔 움직임 동안 개인이 손에 든 장치에 대해 저항하도록 권장됩니다.운동 학습의 또 다른 중요한 개념은 인터벤션에서 구현되는 연습량입니다.받은 훈련량과 일정 시간 후 기억력 유지 사이의 관계에 대한 연구는 연구에서 인기 있는 초점이 되어 왔다.과도한 학습은 [22]장기 보존의 큰 개선으로 이어지고 성과에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.운동 학습 실천 패러다임은 서로 다른 연습 일정의 차이를 비교했으며,[21] 반복만으로 진정한 뇌 회복이 도출되는지는 불분명하기 때문에 기술을 재학습하기 위해서는 동일한 동작을 반복하는 것만으로는 충분하지 않다고 제안했다.보상 방법은 순수한 반복을 통해 개발되고 피질 변화(진정한 회복)를 유도하기 위해 개인은 더 어려운 작업에 노출되어야 한다.운동 학습 및 재활 훈련을 시행한 연구는 뇌졸중 집단 내에서 사용되어 왔으며 팔 능력 훈련, 제약에 의한 운동 치료, 근전도 트리거 신경근 자극, 대화형 로봇 치료 및 가상 현실 기반 재활 치료를 포함한다.최근 연구는 학습을 촉진하기 위해 혈압 측정띠의 팽창과 팔에 대한 수축으로 허혈 조절을 실시했다.그것은 인간과 동물에서 처음으로 허혈 조절이 운동 학습을 강화시킬 수 있고 시간이 지남에 따라 강화가 유지된다는 것을 보여주었다.허혈 조절의 잠재적 편익은 뇌졸중을 넘어 다른 신경, 노인 및 소아 재활 [23]모집단으로 확대된다.이 연구결과는 Global Medical Discovery [24]뉴스에 실렸습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크