Кіріспе
Организмнің жүйке жүйесінің құрылымы мен функциясының өзгеруін көрсететін қозғалыстары – моторлық оқыту, ағзаның қозғалысындағы өзгерістерді білдіреді, бұл өзгерістер жүйке жүйесінің құрылымы мен функциясында болады. Моторлық оқыту әртүрлі уақыт аралығында және күрделілік деңгейінде жүзеге асады: адамдар жылдар бойы жүруге немесе сөйлеуге үйренеді, бірақ бой, салмақ, күш сияқты өзгерістерге өмір бойы бейімделеді. Моторлық оқыту жануарларға жаңа дағдыларды игеруге мүмкіндік береді, қозғалыстың тегістігі мен дәлдігін арттырады, кейде рефлекстер сияқты қарапайым қозғалыстарды калибрлеу арқылы. Моторлық оқыту зерттеулері көбінесе моторлық бағдарламаның қалыптасуына (яғни, дамыған моторлық мінез-құлықтың негізіне), қателерді анықтау процестерінің сезімталдығына және қозғалыс схемаларының күшін анықтайтын факторларға назар аударады (моторлық бағдарламаға қараңыз). Моторлық оқыту "салыстырмалы түрде тұрақты", себебі тиісті жауап беру қабілеті қалыптасып, сақталады. Практика кезінде немесе кейбір факторларға жауап ретінде өнімділіктің уақытша жақсаруы көбінесе моторлық бейімделу деп аталады, бұл оқытудың өткінші түрі. Нейроғылымдағы моторлық оқыту зерттеулері ми мен омыртқа миының қай бөліктері қозғалыстар мен моторлық бағдарламаларды бейнелейтінімен және жүйке жүйесі кері байланысты байланыстар мен синапстық күштерді өзгерту үшін қалай өңдейтінімен айналысады. Мінез-құлық деңгейінде зерттеулер моторлық оқытуды қозғаушы негізгі компоненттердің дизайны мен әсеріне, яғни практиканың құрылымы мен кері байланысқа бағытталған. Практиканың уақыты мен ұйымдастырылуы ақпаратты сақтауға әсер етеді, мысалы, тапсырмаларды қалай бөлуге және тәжірибелеуге болады (сонымен қатар әртүрлі практиканы қараңыз), ал кері байланыстың нақты түрі дайындыққа, күтуге және қозғалысты басқаруға ықпал етеді.
Motor learning refers broadly to changes in an organism's movements that reflect changes in the structure and function of the nervous system. Motor learning occurs over varying timescales and degrees of complexity: humans learn to walk or talk over the course of years, but continue to adjust to changes in height, weight, strength etc. over their lifetimes. Motor learning enables animals to gain new skills, and improves the smoothness and accuracy of movements, in some cases by calibrating simple movements like reflexes. Motor learning research often considers variables that contribute to motor program formation (i. e., underlying skilled motor behaviour), sensitivity of error detection processes, and strength of movement schemas (see motor program). Motor learning is "relatively permanent", as the capability to respond appropriately is acquired and retained. Temporary gains in performance during practice or in response to some perturbation are often termed motor adaptation, a transient form of learning. Neuroscience research on motor learning is concerned with which parts of the brain and spinal cord represent movements and motor programs and how the nervous system processes feedback to change the connectivity and synaptic strengths. At the behavioral level, research focuses on the design and effect of the main components driving motor learning, i. e. the structure of practice and the feedback. The timing and organization of practice can influence information retention, e. g. how tasks can be subdivided and practiced (also see varied practice), and the precise form of feedback can influence preparation, anticipation, and guidance of movement.
Іс-әрекеттің құрылымы мен контексттік араласу
Контексттік кедергі бастапқыда "жадты жақсартуға жауапты оқыту кезіндегі функциялық кедергі" деп анықталған. Контексттік кедергінің әсері – "бірнеше тапсырманы үйрену және бірге орындау қажет болғанда, жаттығу жағдайында кездесетін функциялық кедергі деңгейінің оқуға тигізетін әсері". Практиканың әртүрлілігі (немесе түрлі жаттығу) контексттік кедергінің маңызды құралы болып табылады, себебі ол оқу процесінде тапсырмалардың өзгерісін қамтиды. Түрлі жаттығулар оқу кезеңінде нәтижелердің нашарлауына әкелуі мүмкін, бірақ моторлық оқытуды құрастыруға, сондай-ақ оны жақсырақ сақтауға және қолдануға жауапты схемаларды дамыту үшін маңызды. Көптеген зерттеулерде көрсетілген нәтижелердің жақсаруына қарамастан, контексттік кедергі әсерінің бір шектеуі – нәтижелердің жақсару себебіне қатысты нақтылықтың болмауы, өйткені көптеген факторлар үнемі өзгертіліп отырады. Әдебиеттерді шолу барысында "күрделі дағдылар" терминологиясы толыққанды анықталмаған. Эксперименттер арасында өзгеретін процедуралық манипуляциялар (мысалы, тапсырмалар арасындағы ұқсастықты өзгерту) дағдының күрделілігіне әсер ететін фактор ретінде қарастырылған.
The terminology of "complex skills" has not been well defined. Procedural manipulations, which vary between experiments (e. g., changing the similarity between tasks) has been cited as a contributor to skill complexity.
Практикада берілген кері байланыс
Кері байланыс дағдыларды қалыптастыру үшін маңызды фактор болып саналады және жауап немесе қозғалысқа қатысты кез келген сенсорлық ақпарат ретінде кеңінен анықталады. Ішкі кері байланыс – бұл қозғалыс жасалған кезде туындайтын жауап. Оның көздері дене ішінде немесе сыртында болуы мүмкін. Ішкі кері байланыстың негізгі көздері – көру, проприоцепция және есту қабілеттері. Сыртқы кері байланыс – ішкі кері байланысқа қосымша, сыртқы көзден ұсынылатын толықтырылған ақпарат. Сыртқы кері байланыс кейде орындалу туралы білім немесе нәтижелер туралы білім деп жіктеледі. Оқыту үшін ең қолайлы жағдайларды анықтау мақсатында бірнеше зерттеулер кері байланыс ақпаратының ұсынылу ерекшеліктерін (мысалы, жиілігі, кешігу, аралық әрекеттер және дәлдігі) өзгертіп қарастырды. Кері байланыс манипуляциясы және нәтижелер туралы білім туралы толыққанды түсіндірме үшін 4-сурет, 6-сурет және 1-кестеге жүгініңіз (төменде қараңыз).
Жүгіру қабілеті туралы білім
Орындауды білу (KP) немесе кинематикалық кері байланыс – орындаушыға оның қозғалысының сапасы немесе үлгісі туралы ақпарат беруді білдіреді. Әдетте, KR (кері байланыс) ауызша түрде немесе ауызша жеткізілуге қолайлы болады. Көшіру дизайнын түсіну үшін 4x4 торды көзге елестетіңіз. Бағандардың атаулары "Тәжірибе №1" және "Тәжірибе №2" деп берілуі мүмкін, олар салыстыруға арналған жағдайларды көрсетеді. Қатарлардың атаулары "Қалыптасу" және "Көшіру" болып белгіленеді, мұнда:
Қалыптасу блогында (2 баған) кейбір айнымалылар өзгертілетін (мысалы, KR-дың әртүрлі деңгейлері қолданылады) және әртүрлі топтар әртүрлі емдеулер алатын сынақ жағдайлары бар. Бұл блок KR-дың уақытша әсерін көрсетеді (яғни орындалуын).
Көшіру блогында (2 баған) осы айнымалы тұрақты ұсталады (яғни KR-дың бірдей деңгейі қолданылады; әдетте KR-дың болмауы). KR болмаған жағдайда, бұл блок KR-дың тұрақты әсерін көрсетеді (яғни оқуды). Керісінше, егер бұл блок KR қолжетімді түрінде берілсе, KR-дың уақытша және тұрақты әсерлері шатасып, оқу әсерлерін түсіндіру қиын болады. Тынығу кезеңінен кейін жауап беру мүмкіндігінің өзгеруі (яғни әсерлер) оқуға байланысты деп есептеледі, ал ең тиімді нәтиже көрсеткен топ ең көп білім алған болады.
The acquisition block (2 columns) contains the test conditions in which some variable is manipulated (i. e. different levels of KR applied) and different groups receive different treatments. This block represents the transient effects of KR (i. e. performance)
The transfer block (2 columns) contains the test conditions in which that variable is held constant (i. e. a common level of KR applied; normally a no KR condition). When presented with a no KR condition, this block represents the persistent effects of KR (i. e. learning). Conversely, if this block is given to subjects in a format where KR is available, transient and persistent effects of KR are convoluted and it is argued not interpretable for learning effects. After a rest period, the change in the capability for responding (i. e. effects) are argued to be those attributed to learning, and the group with the most effective performance has learned the most.
Нәтижелерді білудің функционалдық рөлі және әсерлерді ықтимал шатастыру
KR-ның көптеген түрлі рөлі бар сияқты, олардың кейбіреулерін уақытша немесе өткінші (яғни, орындалу эффектілері) деп қарастыруға болады. Осы рөлдердің үшеуі: 1) мотивация, 2) қауымдастыру функциясы және 3) бағдарламалау. Мотивациялық әсер орындаушының тапсырмаға деген күш-жігерін және қызығушылығын арттыра алады, сондай-ақ KR алынып тасталғаннан кейін де осы қызығушылықты сақтай алады. Орындау және оқыту мақсатында тапсырмаға қызығушылық тудыру маңызды болғанымен, оның оқытуға қаншалықты әсер ететіні белгісіз. KR-ның қауымдастыру функциясы стимул мен жауап арасындағы қауымдастықтардың қалыптасуына қатысты болуы мүмкін (яғни, әсер заңы). Дегенмен, бұл қосымша әсер KR-дың салыстырмалы жиілігін өзгертетін трансферлік тапсырмалардағы нәтижелерді толық түсіндіре алмайды; атап айтқанда, салыстырмалы жиілікті азайту оқытуды жақсартады. KR моторлық жүйені сыртқы ортаға қалай калибрлеуі мүмкін екені туралы басқаша пікірлер үшін (моторлық бағдарламадағы схемалық теорияны қараңыз). KR-дың бағдарламалау рөлі оқытуға ең көп әсер етеді. Бұрынғы сенімдерге қайшы, дағдыларды оқыту моторлық оқыту мен физикалық орындалуды кезектестіре отырып, кері байланыс көздерін бірлесіп жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Оқу процесі, әсіресе қиын тапсырмада, тапсырманың барлық қажетті ақпаратын біріктіретін тапсырманың бейнесін құруға әкеледі. Бұл бейне тапсырманы орындаудағы тәжірибемен тығыз байланысты болады. Соның салдарынан, тәжірибелік кезеңнен кейін маңызды ақпарат көзін алып тастау немесе қосу, ол болған немесе болмаған жағдайда, орындалудың нашарлауына себеп болмайды. Моторлық оқыту мен физикалық жаттығуларды кезектестіру, тек физикалық жаттығуларға қарағанда, жақсы, тіпті жақсы нәтижелерге әкелуі мүмкін.
Физиологиялық тәсіл
Ми және базальды ганглиялар моторлық оқыту үшін маңызды. Дұрыс калибрленген қозғалысқа баршаның қажеттілігі болғандықтан, балықтан адамға дейінгі омыртқалы жануарларда ми мен базальды ганглиялардың кеңінен сақталуы таңқаларлық емес. Моторлық оқыту арқылы адам өте шебер мінез-құлыққа қол жеткізе алады, ал қайталанатын жаттығулар арқылы автоматтылық деңгейіне жетуге болады. Бұл жетілдірілген процесс болғанымен, қарапайым мінез-құлықтарды зерттеуден көп нәрсе білуге болады. Мұндай мінез-құлықтарға көзді жыпылықтату, вестибуло-көздік рефлексте моторлық оқыту және құстардың әні жатады. Аплозия калифорниканы зерттеу жасушалық деңгейдегі оқыту механизмдері туралы толыққанды білім беруге мүмкіндік берді. Моторлық оқытудың бір түрі ми-компьютер интерфейсін пайдалану кезінде жүзеге асырылады. Мысалы, Михаил Лебедев, Мигель Николелис және олардың әріптестері жақында ми қабығының пластикалық қасиеттерін көрсетті, нәтижесінде ми-машина интерфейсі арқылы басқарылатын сыртқы актюатор субъектінің нейрондық бейнесіне енгізілді. Жасушалық деңгейде моторлық оқыту моторлық қабықтың нейрондарында көрінеді. Доктор Эмилио Бицци және оның әріптестері бір жасушаны тіркеу әдістерін қолданып, "жад жасушалары" деп аталатын белгілі бір жасушалардың мінез-құлқы жаттығулармен бірге тұрақты өзгеріске ұшырауы мүмкін екенін көрсетті. Моторлық оқыту бұлшықет-сүйек деңгейінде де жүзеге асырылады. Денедегі әрбір моторлық нейрон бір немесе бірнеше бұлшықет жасушасын иннервациялайды, ал осы жасушалардың жиынтығы қозғалыс бірлігі деп аталады. Адамның тіпті ең қарапайым моторлық тапсырманы орындауы үшін мыңдаған мұндай қозғалыс бірліктерінің қызметін үйлестіру қажет. Дене бұл қиындыққа моторлық бірліктерді өзара байланысты модульдерге біріктіру арқылы шешім табады.
Даму координациясының бұзылуы
Даму координациясы бұзылысына (ДКБ) байланысты кемшіліктер жаңа моторлық дағдыларды үйренудегі қиындықтарды, сондай-ақ дене күйін бақылаудың шектеулі болуын және сенсомоторлық координациядағы жетіспеушілікті қамтиды. ДКБ-мен ауыратын балалар күрделі моторлық тапсырмаларды тек жаттығу арқылы өздігінен жақсарта алмайтын сияқты. Дегенмен, нақты тапсырмаға бағытталған жаттығулар қарапайым тапсырмаларды орындауды жақсартатынын көрсететін дәлелдер бар. Дағдыларды үйренудегі бұзылыстар мидың белсенділігімен байланысты болуы мүмкін, әсіресе, шебер моторлық жаттығумен байланысты аймақтарда ми белсенділігінің төмендеуімен.
Апраксия
Моторлық оқыту инсульттен кейінгі қалпына келуге және нейрореабилитацияға қолданылады, себебі оңалту көбінесе тәжірибе және/немесе жаттығу арқылы жоғалған дағдыларды қайта үйрену процесі болып табылады. Оңалту мамандары тәжірибені араласудың маңызды бөлігі ретінде қолданса да, моторлық бақылау және моторлық оқыту зерттеулері мен оңалту практикасы арасындағы қашықтық сақталып тұр. Көпте қолданылатын моторлық оқыту үлгілеріне робот қол үлгілері жатады, онда адамдар белгілі бір қол қозғалыстары кезінде қолға ұсталатын құралға қарсы тұруға ынталандырылады. Моторлық оқытудағы маңызды аспектінің бірі – араласуда қолданылатын тәжірибе көлемі. Алған жаттығу мөлшері мен белгілі бір уақыт өткен соң есте сақтау арасындағы байланысты зерттеулер ғылыми зерттеулерде жиі кездеседі. Артық жаттығу ұзақ мерзімді есте сақтауды жақсартады, ал өнімділікке әсері шамалы. Моторлық оқыту практикасының үлгілері әртүрлі жаттығу кестелерінің айырмашылықтарын салыстырды және дағдыны қайта үйрену үшін бірдей қозғалыстарды қайталау жеткіліксіз екенін көрсетті, өйткені тек қайталау арқылы ғана мидың толыққанды қалпына келуіне қол жеткізіле ме, жоқ па, әлі белгісіз. Бұл жаңалықтар Global Medical Discovery жаңалықтарында жарияланды.