Når barn lærer å knytte sine skoene, gjør de det i diskrete trinn, noe som gjør en sløyfe eller rive på blonder.

Etter nok repetisjon, gjør hjernen disse trinnene til "biter".

Bevegelseshastighet, som fenomenet er kjent, er en strategi som reduserer lange snorer av informasjon til kortere, mer håndterbare brikker som er enklere å huske.

"Chunking er det naturlige biproduktet av en smart strategi som minimerer læringskostnadene."

Forskere vet at for mennesker med Parkinsons sykdom, Huntingtons sykdom og slag, er denne bevegelseshunken sterkt forstyrret. Forståelse av chunking og hvordan det virker er avgjørende for tidlig diagnostisering, behandling og rehabiliteringsbehandling. Likevel har vitenskapen ingen konkret forklaring på det.

Men nå har forskere utviklet en omfattende teori for hvorfor chunking oppstår. Forskningsrammerne som en økonomisk bytte i motorsystemet, hvor fusjonering av små biter blir optimalt "kostnadseffektiv" på bestemte læringsstadier. Funnene vises i journalen Nature Communications.

"Nervesystemet har til hensikt å produsere bevegelser så effektivt som mulig," sier Scott Grafton, en nevrologisk professor ved University of California, Santa Barbara. "Det er imidlertid en beregningskostnad for å beregne effektive baner. Det søte punktet mellom disse målene resulterer i biter. "

Vanskelig og effektiv

Grafton og kolleger brukte verktøy for beregningsmessig motorstyring, som produserer datamodeller for å oppdage hvordan hjernen kontrollerer lemmer og mål og begrensninger i motorsystemet. I denne sammenheng har forskere hatt problemer med å forklare hvordan mennesker og andre dyr overgår fra beregningsmessige enkle, men ineffektive bevegelser til beregnende, men effektive.

"Vår studie løser denne vanskeligheten ved å vise teoretisk og eksperimentelt at de mest kostnadseffektive kompleksitetseffektivitetslæringsbanene er de som produserer chunking," sier Grafton. "Derfor er chunking det naturlige biproduktet av en smart strategi som minimerer læringskostnadene."

Etterforskerne målt hvordan rhesusmakene produserte bevegelsessekvenser over flere dager med praksis og fant at disse dyrene faktisk er kostnadseffektive elever. Ved å velge når du skal logge biter sammen på en intelligent måte, oppnådde aperne besparelser på de kumulative kostnadene ved læring.

De delte bevegelsessekvensen i biter, optimalisert for effektivitet innen biter, og deretter fusjonerte biter bare når ytterligere gevinster i effektivitet var påkrevd.

"Bevegelseshakking har blitt preget av omfattende helse og sykdom på tvers av mennesker og dyr, men til nå manglet en normativ teori," sier Grafton. "Teorien vår oppnår optimale bevegelsesbaner, og disse forsøkene hvor aper lærer å lage en ny serie av bevegelser over en lengre periode viser at vår teori forklarer de essensielle egenskapene til biter som dukker opp i deres bevegelser. "

Innramming av chunkingfenomenet som en økonomisk bytte gir et nytt perspektiv på motorlæring og dens lidelser.

For eksempel kan den uregelmessige arten av bevegelser etter slag bero på lavere beregningsbudsjett for motorlæring, og de ineffektive bevegelsene som ses i slag kan dermed være tilpasningsdyktige mot disse budsjetter, forklarer Grafton. Enhver rehabiliteringsmetode kan ha nytte av dette innsiktet, legger han til.

"Vårt beregningsmessige perspektiv på chunking åpner også nye spørsmål om hvordan hjernen styrer bevegelser," sier Grafton. "Spesielt må nylige bevis for den neurale kodingen av chunking i hjernen bli revurdert i lys av beregningsteorier.

"Er neuroner som koder for kinematiske avgjørelser, beregningsbudsjetter eller effektivitetsmål? Dette er brede åpne spørsmål for hele feltet av motorstyring. "

kilde: UC Santa Barbara

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon