Konsolidering av motorisk skicklighet

Konsolidering av motoriska färdigheter representerar den process genom vilken motoriska färdigheter omvandlas från ett initialt bräckligt tillstånd, där de är särskilt benägna att störas eller förloras, till ett mer solidt eller permanent tillstånd. Alla nybildade motoriska färdigheter, som att lära sig spela ett musikinstrument eller justera sitt löpsteg, är föremål för en konsolideringsperiod. Tidsförloppet under denna period då nya motoriska färdigheter är känsliga för störningar verkar vara i storleksordningen några timmar.

Distinktioner mellan processuella och deklarativa minnen

Motorik, även känd som procedurminnen, skiljer sig från deklarativa minnen, som involverar minnen av händelser, människor, platser etc. Båda typerna av minnen är dock föremål för en konsolideringsperiod, även om de neurala mekanismerna verkar skilja sig åt. Några av de tidigaste bevisen som pekar på en skillnad mellan procedurmässiga och deklarativa minnen kom från den berömda neurologpatienten HM . Som en behandling för svår epilepsi avlägsnades delar av HM:s tinninglober, inklusive båda hippocampi . Detta gjorde att han inte kunde bilda nya deklarativa minnen ( anterograd amnesi ), medan hans förmåga att lära sig nya motoriska uppgifter förblev intakt.

Motorik och den interna modellen

Man tror att motorisk färdighetsförvärv kräver att man lär sig en ny intern modell av extremiteters dynamik. Till exempel, för att sträcka sig efter en kopp kaffe, måste en person ha en implicit förståelse av sin egen arms massa och hur specifika mönster av muskelaktivering kommer att ändra positionen för den lem. En vanlig modell för att studera motorisk inlärning och konsolidering involverar störningar för att nå uppgifter med hjälp av robotarmar för att ge krafter på lemmen under sträcker, vilket tvingar försökspersonen att lära sig nya inre representationer av lemmen för att ta hänsyn till dessa nya yttre krafter.

Sömnens roll i konsolidering av motorminne

Ett antal nyare studier har börjat visa vikten av sömn i processen för konsolidering av både processuella och deklarativa minnen. Till exempel visades det nyligen att även en kort 90 minuters tupplur efter träning i en skicklig fingeruppgift förhindrade störningar två timmar efter uppgiften jämfört med försökspersoner som inte sov. Under nattsömn REM-sömn och slow-wave-sömn till den motoriska minneskonsolideringsprocessen genom en ökning av neuromodulatorisk aktivitet, såväl som regelbundna fältpotentialoscillationer som sömnspindlar (recensat av Diekelmann och Born, 2010).

Patologier och processer som påverkar motorisk minneskonsolidering

Även om den exakta neurala grunden för konsolidering av motorisk färdighet inte är helt klarlagd, har många av de strukturer som är nödvändiga för processen identifierats. Eftersom processen att lära sig en motorisk färdighet kräver både initial utförande av färdigheten, såväl som lång lagring av det konsoliderade minnet, är ett komplext nätverk av hjärnområden involverat, inklusive den primära motoriska cortexen, lillhjärnan, den prefrontala cortexen och basala ganglierna. Med tanke på att konsolidering av motorisk färdighet är en distribuerad process, är förmågan att bilda nya procedurminnen mottaglig för effekterna av ett antal processer och patologier.

Cerebellära sjukdomar

Lillhjärnan, och särskilt lillhjärnans cortex, är avgörande för att koordinera motoriska utgångar under skickliga uppgifter, såväl som processen att stabilisera nybildade motoriska färdigheter. Skador på lillhjärnan kan uppstå av ett antal orsaker inklusive trauma, alkoholism, kroniska degenerativa sjukdomar som olivopontocerebellär atrofi och genetiska utvecklingsstörningar.

Parkinsons sjukdom

Parkinsons sjukdom , som påverkar de basala ganglierna , har visat sig orsaka en försämring av förmågan att konsolidera nya motoriska färdigheter. Till exempel, när Parkinsonpatienter testades i kraftfältsuppdrag, visade de signifikant mindre bibehållande av den motoriska färdigheten än kontroller under senare tester. Detta pekar på vikten av de basala ganglierna, det primära målet för Parkinsons sjukdom, för att skapa de nya sensoriska/motoriska kartläggningarna som är nödvändiga för att bibehålla en motorisk färdighet på lång sikt.

Stroke

En stroke är skadan på en volym hjärnvävnad till följd av begränsad blodtillförsel, vilket ofta är ett resultat av tilltäppta blodkärl som leder till hjärnan. Med tanke på det stora antalet hjärnområden som är involverade i förvärvandet av motorik, kan stroke som påverkar något av dessa områden leda till underskott i konsolideringen av motorisk färdighet. Behandlinger för stroke har fokuserat på modifierade övningstekniker för att möjliggöra återförvärv av viktiga färdigheter efter att skadan har inträffat.

Åldrande

Åldrande har visat sig ha en effekt på deklarativ minneskonsolidering, vilket verkar vara relaterat till störningar i sömnmönster, såväl som hippocampus degeneration. Åldrandet tycks dock inte ha någon direkt effekt på konsolideringen av motorik, med försökspersoner upp till 95 år som visar förmågan att behålla nybildade motoriska färdigheter upp till två år efter förvärvet.