Waiting
Login-Verarbeitung ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

«Мотор» в неявных мотор последовательность обучения: время шагать в ногу серийный реакции задачи

Published: May 3, 2018 doi: 10.3791/56483
Automatic Translation
1, 1,2
1Department of Kinesiology, University of Maryland, College Park, 2The Neuroscience and Cognitive Science Program, University of Maryland, College Park

Summary

Мы представляем фут степпинг серийный время реакции (SRT) задачи. Это изменение SRT задачи, дополняя классический SRT задачу, которая включает в себя только палец прессования движения, лучше приближается ежедневно последовательной деятельности и позволяет исследователям для изучения динамических процессов, лежащих в основе дискретных ответных мер и отделить процесс явного, действующих в неявных последовательность обучения.

Abstract

Этот протокол описывает изменение серийный время реакции (SRT) задачи, используется для изучения неявные мотор последовательность обучения. В отличие от классической SRT задачу, которая включает движений пальцев прессования сидя модифицированных SRT задача требует участников уйти с обеих ног при сохранении постоянной позе. Эта степпинга задача требует всего тела действия, которые налагают постуральной трудности. Фут степпинг задача дополняет классический SRT задач несколькими способами. Фут степпинг SRT задача лучше прокси для повседневной деятельности, которые требуют постоянной постурального контроля и таким образом может помочь нам лучше понять последовательность обучения в реальных жизненных ситуациях. Кроме того время отклика служит индикатором последовательности обучения в классической задаче SRT, но неясно, является ли время отклика, время реакции (RT), представляющих психический процесс, или время движения (MT), отражающие движение сам, является ключевым игроком в мотор последовательность обучения. Фут степпинг SRT задач позволяет исследователям отделить время отклика в RT и МТ, которые могут уточнить, как Мотор планирования и исполнения движения участвуют в последовательность обучения. Наконец постурального контроля и познание интерактивно связаны, но мало что известно о том, как постурального контроля взаимодействует с обучения мотор последовательности. С движением захвата системы, движения всего тела (например., центр масс (COM)) могут быть записаны. Такие меры позволяют нам выявить динамических процессов, лежащих в основе дискретных ответы измеряется RT и MT и может помочь в изучение взаимосвязи между постурального контроля и явных и неявных процессов, участвующих в последовательность обучения. Описаны подробности экспериментальной установки, процедуры и обработки данных. Репрезентативные данные принимаются от одного из наших предыдущих исследований. Результаты связаны с время отклика, RT и MT, а также отношения между досрочная постуральной реакции и явные процессы в неявных мотор последовательность обучения.

Introduction

Неявные мотор последовательность обучения, обычно известный как обучения последовательности не зная последовательность, имеет решающее значение для нашей повседневной деятельности и хорошо изучен парадигматическая задание с именем задачи последовательного время реакции (SRT), разработанный Ниссен и Bullemer 1. в этой классической задаче SRT, участники нажмите клавиши, чтобы быстро и точно реагировать на визуальные раздражители. Чтобы изучить последовательность обучения, внешний вид визуальных раздражителей манипулируют следовать либо предварительно структурированных или случайные последовательности, которая является неизвестной для участников. Обучения подтверждается быстрее время отклика в предварительно структурированных последовательность (например., последовательность обучения) чем случайные или иной предварительно структурированной последовательности1,2. В то время как классические задачи SRT обычно требует Би руководство палец нажатие, подавляющее большинство неявные мотор последовательность обучения в повседневной деятельности, как танцы, игра на музыкальных инструментах, или спортом, предполагает действия всего тела, которые представляют постурального и инерционных вызовы, не найден в классической задаче SRT. Таким образом мы предложили, что последовательности задач обучения должны быть более многогранной. Кроме того, в предыдущих исследований направлены почти исключительно на компоненте познавательные задачи (например., выбор решений или действий решение), не обращая внимания вопросам управления двигателем последовательность обучения (например., движение выполнение). Таким образом для более глубокого понимания неявные мотор последовательность обучения, важно изучить последовательность обучения всего тела или валовой мотор задачи, которая лучше приближается нашей повседневной деятельности мотор.

В наших последних исследований мы продлили классический SRT задачу изменение задачи SRT где палец нажатие был заменен ногу шагать по включению постурального контроля в последовательность обучения3,4,5. Это изменение задач представляет свои преимущества в дополнение к классической задачи SRT. Во-первых задача валового мотор последовательность обучения лучше имитирует ежедневных последовательных мероприятий, где участвует движения всего тела. На сегодняшний день, наше понимание мотор последовательность обучения обычно приходит от классической задачи SRT, но мало что известно, остается ли знание мотор последовательность обучения от классической задачи сто правдой в последовательных моторные навыки в повседневной деятельности. Таким образом, изменение SRT задач позволяет нам изучить ли систематически сообщил характеристики (например., возраст независимые неявные последовательность обучения между детьми и взрослыми) в SRT палец неотложной задачей остаются когда постурального контроля участие. Кроме того в популяциях с позиции контроля и грубых двигательных навыков, обучения таких детей с развития координации расстройство6,7,8, понимание как осанки управления взаимодействует с валовой мотор последовательность обучения имеет решающее значение для улучшения стратегий вмешательства и таким образом оптимизировать эффективность обучения последовательных моторные навыки в повседневной жизни.

Во-вторых общее понятие о неявных последовательность обучения что мотор планирования, и не для выполнения движения, играет важную роль в изучении последовательности в классической задачи SRT9. Это потому, что нажатие клавиш не связаны с переезда в новые места в пространстве, как пальцы всегда ответ ключей. Однако многие ежедневные последовательного поведения связаны большие пространственного движения. Мало что известно о том ли выполнение движения является ключевым игроком в мотор последовательность обучения, когда требуются большие пространственного движения. В классической задаче SRT время отклика, суммирование времени реакции (RT) и время движения (MT), служит индикатором последовательность обучения. Фут степпинг SRT задачи, как другие парадигмы с участием пространственного движения10, позволяет исследователю отделить время отклика в неявных последовательность обучения в RT, который отражает когнитивной обработки и MT, который характеризует движение сам.

В-третьих, в дополнение к МТ, сочетание фут степпинг SRT задачи и движения захвата методов обеспечивает богатые данных на непрерывного движения всего тела (например., движение центра масс, или COM). Измерения непрерывного движения имеет преимущество выявления динамика когнитивных процессов, лежащих в основе дискретных реагирования, измеряется RT или МТ11,12. В частности обучение последовательностей в задаче SRT обычно объяснил как смесь явные и неявные процессов. То есть несмотря на распространенное использование SRT задачи как неявный обучения задачи, участники часто показывают возможность устно вспомнить уроки последовательности после SRT задачи, предложив явные компонентов, участвующих в неявных последовательность обучения. Хотя явные компонент можно оценить по отозвания тесты, проведенные после SRT задачи13,14, эти тесты после задачи не имеют возможности для изучения временных эволюции явных знаний во время обучения. Мы предлагаем с явной последовательности знания, человек будет знать расположение следующего стимул и таким образом производить досрочное постуральной перестройки15,16,17 в прямой форме подготовить для степпинга ноги, чтобы перейти на соответствующий целевой объект. Таким образом изучение движения COM до появления стимула (то есть, ожидание) открывает окно для изучения прогрессивного развития явно памяти во время неявного последовательность обучения.

Протокол демонстрирует экспериментальной установки и процедуры фут степпинг SRT задачи. Мы предоставляем представитель результаты времени отклика, RT и MT. Кроме того мы представляем результаты относительно взаимосвязи между контроль осанки и явные процессы, лежащие в основе неявных мотор последовательность обучения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Протокол была выполнена в соответствии с руководящими принципами, утвержденными Советом по рассмотрению институциональных в Университете Мэриленд, Колледж Парк.

1. экспериментальные установки

  1. Настройте систему захвата движения, как показано на рисунке 1a. Место восемь камер в круг с радиусом 4 м.
    Примечание: Количество и позиций камер можно разнообразны, при условии, что все камеры расположены надлежащим образом получить четкое видение всех Светоотражающий маркеров, прилагается к телу участника.
  2. Настройка шаговые станции в центре круга. Положение «домашний» покрыты темно синий войлочные маты в центре шаговые станции и место шесть степпинга задач, охватываемых светло синий войлочные маты, вокруг дома позиции как его передней, задней и боковой (рис. 1b). Определить расстояние между целями и положение, согласно индивидуума степпинга расстояние (см. шаг 3 процедура task SRT фут степпинг).
  3. Для управления электрокардиостимуляции условие задачи, место два электрические резиновые датчики, которые генерируют аналоговых сигналов при прикосновении, под исходное положение для определения времени, когда возвращение ноги.
  4. Позиция 2 m 23'' монитор перед исходное положение. Шесть визуальные раздражители пространственно сопоставляются с этих шести степпинга целей на полу.
  5. Управлять порядком появления зрительных раздражителей, с использованием компьютерной программы, установленной в ноутбуке.
  6. Синхронизируйте ноутбук и система захвата движения, с помощью устройства вывода и приобретение данных.
  7. Включите камер захвата движения и цель их, так что каждая камера может просматривать громкость окружающих шаговые станции.
  8. Определить, является ли есть нежелательные Светоотражающий объекты из захвата тома (например., отражение света, пол или любые светоотражающие материалы). Покрытие этих выявленных Светоотражающий объекты с материал ткань, так, что они собираются не ошибочно как данные в ходе экспериментальных исследований.
  9. Использование инструкции и оборудования, поставляемых с системой захвата движения, калибровки системы захвата движения для обеспечения точной коллекция трехмерных данных из светоотражающих маркеры18.
  10. Для динамической калибровки волны калибровки палочка, поставляемые с системой захвата движения через пространство, где все светоотражающие маркеры будет двигаться, когда участники выполняют задачу SRT. Собирайте 2000 кадров визуализации данных для динамической калибровки.
  11. Для статических калибровки место калибровки палочку на полу с позиции и ориентации, который может быть использован как происхождение системы координации системы захвата движения. Запуск системы захвата движения установить происхождение.
  12. Дизайн маркер устанавливают в зависимости от цели исследования.
    Примечание: Один пример показан на рис. 1b , где используется 38-маркер set-up.
  13. Следуйте инструкциям поставщика для создания меток Скелет шаблон, который может использоваться для восстановления и auto маркировки в более поздних сбора данных и обработки18. В частности попросите участник стоять на исходное положение шаговые станции с все маркеры прилагается. Проинструктируйте участников стоять неподвижно, как возможно, и убедитесь, что все маркеры являются видимыми через систему захвата движения. Захват пробу (продолжительностью около 10 s). В движении захвата системы, назначить каждый маркер и создать сегменты, подключив маркеры вместе. Ссылка все сегменты доработать Скелет шаблон (показано на рис. 1 c).

2. участник подготовки

  1. Информирование участников носить соответствующую одежду (например., шорты и футболку) перед посещением лаборатории.
  2. По прибытии попросите участников внимательно прочитать и подписать форму согласия. Экран для изучения права.
    Примечание: На вопросники обследования может отличаться на основании цель каждого индивидуального исследования. Эти вопросники могут включать, но не ограничиваются, рука доминирование вопросник19, глобальной физической активности уровня вопросник20, неврологических здоровье вопросник и батарея оценки движения для детей21 .
  3. Попросите участников снять обувь и носки, а затем приложите 38 сферических Светоотражающий маркеры, каждый 50 мм в диаметре, на кожу на заранее определенные значительные костные достопримечательности с использованием Двойной Скотч двухсторонний, гипоаллергенные и предварительно упаковочная лента. Set-up этот маркер является таким же, как настроить Скелет шаблон, показано на рисунке 1b.
  4. Очистить все нежелательные отражения помимо тех 38 маркеры от участника тела (см. шаг 1,8).
  5. Проинструктируйте участников спокойно стоять на исходное положение в T-позе. Системой захвата движения для захвата всех маркеров для 10 s (т.е., калибровка судебного разбирательства).

3. фут степпинг SRT процедура Task

  1. Перед тем, как каждый участник запускает задачу, установите параметры, включая, но не ограничиваясь: участник номер ID, идентификатор группы, обучения блока, продолжительность презентации стимул, и интервал времени между раздражителей (МСИ) или интервал (ответ стимул RSI) который определяет временной интервал между завершением движения и началом следующего стимул (в данном случае, датчики электрические резины требуются в исходное положение; см. раздел 1 протокол для подробной информации).
    Примечание: МСИ могут быть изменены (например., 1300 МС или 1000 мс) согласно цели исследования.
  2. Проинструктируйте участников встать на исходное положение и отрегулировать расстояние исходное положение, так что участники могут спокойно Встаньте на всех шести целей на полу.
  3. Проинструктируйте участников быстро шаг на каждом целевом несколько раз и отметьте расстояние от дома позиции для каждой цели в наиболее удобной степпинга длина для каждого участника.
  4. Предоставлять участникам инструкции по задаче.
    1. Проинструктируйте участников, что однажды в одной из шести мест, показано на мониторе появляется стимул, они должны шаг как быстро и как можно более точно соответствующий целевой объект на полу и затем вернуться в исходное положение.
    2. Попросите участников шаг с правой ноги для трех целей, расположенных на правой стороне (т.е., цели 1, 2 и 6; Рисунок 1a), и левую ногу три цели (т.е., цели 3, 4 и 5; Рисунок 1a).
      Примечание: Цифры являются невидимыми для участников во время всей задачи.
    3. Проинформировать участников, что есть разрыв 3 мин после каждого запуска (т.е., обучение блок) задачи. Измените продолжительность перерыва на основе экспериментальных потребностей. Установка времени будильника чтобы напомнить участников окончания перерыва.
    4. Попросите участников, чтобы держать их локти на их стороне и Бент на девяносто градусов, когда они выполняют задачу, чтобы камеры могли видеть маркеры на бедра.
  5. Запуск практике блок, который состоит из 36 шагов (т.е., стимулы появляются 36 раз с МСИ 1300 ms; см. фут степпинг SRT процедура task для деталей) так, что участники знакомы с задачей. Проинструктируйте участников, что стимулы будет непрерывно появляются на одном из шести мест, и они должны реагировать на раздражители, как быстро и точно как они могут. Стимулы в этом блоке отображаются в случайном порядке.
    Примечание: МСИ может быть заменена RSI (см. фут степпинг SRT процедура task для подробной информации). Если используется очень короткий МСИ, участники могут не быть в состоянии реагировать на некоторые стимулы. Эти шаги считаются ошибками.
  6. После блока практика начала экспериментальных блоков. В этом протоколе существует шесть блоков, и каждый экспериментальный блок состоит из 100 шагов/стимулов. Дайте участникам обязательных 3 мин перерыв после каждого блока.
    Примечание: При условии МСИ 1300 ms, каждый блок обычно занимает около 2,5 мин. Если используется RSI, длина каждого блока могут отличаться в зависимости от того, насколько быстро участников реагировать на раздражители.
    1. Проинструктируйте участников завершить шесть экспериментальных блоков. Установите конкретный порядок визуальные раздражители по данным экспериментальных целях. Раздражители следовать либо указанного или случайные последовательности. Презентация ордена стимул неизвестна для участников.
      Примечание: Количество экспериментальных блоков могут варьироваться. Здесь 6-блок дизайн вводится где указанной последовательности A дается в блоков 1-4 и 6 и Роман последовательность B представлены в блоке 5. Конкретные и случайные последовательности также могут быть изменены. В этом протоколе, последовательности A соответствует порядку 1423564215 (т.е., справа 1 -, 2 - справа спереди, 3 - левый передний, 4 - слева, 5 - левый, и правый защитник 6 -) и последовательности B соответствует порядку 3615425214.
    2. Перед каждым блоком обучения как они могут поручить участников в ответ на раздражители как быстро и точно.
  7. По завершении всех блоков, обучение, попросите участников завершить posttest, который состоит из широко используемых напомнить и признание испытаний, описанных в литературе13,14,22.

4. обработка данных и статистический анализ

  1. Для каждого участника откройте испытания собранных данных в программное обеспечение системы захвата движения. Обзор каждого разбирательства и заполнить любые пробелы в данных испытаний согласно инструкции поставщика18.
  2. Экспортируйте все данные как ASCII-файл, который содержит три координаты для всех 38 маркеров.
  3. Получать переменные (т.е., время реакции (RT), время движения (MT), время отклика и траектории COM) из ASCII файлов следующие шаги ниже:
    1. Ввод ASCII файлы данных в программное обеспечение для анализа данных. Используйте фильтр Баттерворта восьмой порядка с частотой среза 10 Гц для фильтрации данных3.
      Примечание: Способ получить COM траектории движения зависит от настройки маркера. В настройке 38-маркер, показано на рисунке 1bмогут использоваться методы и антропометрических параметров, описанных де Лев23 . Одно также можно отслеживать движение приблизительное COM, измеряется на уровне пятого поясничного позвонка24маркер.
    2. Получить время отклика, RT и МТ после описания ниже:
      1. Используйте маркеры, крепится на пятки, большие пальцы и 5й плюсны характеризовать траекторий движения ног в программное обеспечение для анализа данных.
      2. Участок траектории этих трех маркеров по вертикали (перпендикулярно полу). Участок траектории мыс маркера в горизонтальной плоскости (параллельно полу) для идентификации ли каждый шаг выполняется правильно в правой целевой. Шаги к неправильно цели исключаются позднее статистического анализа.
      3. Марк базовой высоты каждого маркера до и после каждого шага.
      4. Определите движение начало каждого маркера как первый пример, когда маркер достигает 10% от максимальной высоты.
      5. Поскольку каждый субъект может использовать различные стратегии прикоснуться к цели (с помощью пальцев или 5й плюсневой), определяют с помощью маркера, который достигает своего пика раньше начала движения.
      6. Идентифицирует конечной шаговых как момент времени, когда используется маркер падает на той же высоте, как наступление.
      7. Непрерывно запустите программу анализа данных до обработки 100 шагов.
      8. Для всех шагов расчета и вывода время отклика как временная разница между стимулом начала и конца движения, RT как временной разница между стимулом и движение натисков и MT как временная разница между начала движения и ее конечной точки. Сохраните выходные файлы в формате .xls.
      9. Используя эти файлы XLS, вычислить средства этих переменных для каждого блока и различных участников, который будет впоследствии использоваться для статистического анализа данных.
      10. Поскольку обычно есть в теме фактор (т.е., обучение блок) в экспериментальный дизайн, использовать смешанные эффект ANOVAs для анализа данных (ANOVA может использоваться с осторожностью о шарообразности предположение неоднократные меры). Определите совместное отклонение матрица, используемая в смешанных эффект ANOVA, критерий Akaike информации (AIC). Разложить значительные результаты дисперсионного анализа с помощью post hoc тестов с конкретными несколько процедур коррекции сравнения (в зависимости от экспериментальный дизайн). Установите уровень статистической значимости при p = 0,05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Выше парадигма реализуется Du и коллег в серии исследований3,4,5. Мы используем часть данных, принятые от одного из этих исследований4 для представления использования задач фут степпинг SRT. В этом исследовании есть 6 блоков обучения и RSI 700 МС используется. Визуальные раздражители следовать последовательности A (т.е., 1423564215; Рисунок 1a) в блоках 1-4 и 6 и следовал последовательности B (т.е., 3615425214) в блоке 5. Ответ стимул интервал устанавливается как 700 г-жа Рисунок 2а показано 12 молодых взрослых означает отклика через шесть блоков обучения. Время отклика в задаче фут степпинг SRT раскрывает же шаблон и сопоставимые величины времени ответа, которые ранее наблюдались в классической палец прессования SRT задачи2,25,26 . В частности, время отклика в Роман последовательность значительно медленнее в блоке 5, по сравнению с уроков последовательности в блоке 4 (разница = 83,4 мс ± 13.19, среднее ± стандартная ошибка; p < 0,001), указывающий, обучение последовательность1,2. Хотя последовательность обучения под палец прессование и ног степпинг задачи не были непосредственно сравнены, аналогичные величины и шаблон в ответ время предполагают, что неявные мотор последовательность обучения не могут быть затронуты присутствием постурального контроля требования обычно развитых взрослых.

Рисунок 2b иллюстрирует два компонента времени отклика: RT и MT. означает RT экспонаты той же схеме, как время отклика. В частности, RT в блоке 5 медленнее, чем в блоке 4 (разница = 93.19 МС ± 12.69; p < 0,001). В отличие от ответа время и RT, MT сопоставима между 4 и 5 блоков (разница =-7.73 мс ± 3.88; p = 0.072). Те же результаты RT и MT поступили в наши другие исследования3,5. Вместе, эти результаты показывают, что последовательность обучения, скорее всего, быть отражены RT, прокси для когнитивной обработки, а не MT, который характеризует самого движения.

Рисунок 3 и 4 изображены примеры направлений, вдоль которых COM перемещает 100 мс до появления раздражители. Направление COM для каждого стимул очень согласуется в начале (т.е., блок 1), и не изменяйте эти случайные движения направления через блоков в один участник (рис. 3). Для другого участника (рис. 4) Однако, эти случайные движения направления становятся более последовательной как обучения продвинулись через блоки. Рисунок 5a показывает существенные изменения в изменчивости направление движения через блоки (F(5,55) = 3.07, p < 0,05). В частности, изменчивость, увеличилась с блока 4-5 (p < 0,05), указав, что направление движения COM будет очевидным проявлением мотор последовательность обучения в задаче SRT.

Что еще более важно досрочная центр масс движение скорее всего отразить процесс явного, действующих в неявных мотор последовательность обучения. Повышенная степень изменчивости от блока 4-5 была продемонстрирована только в участников (n = 6, p < 0,05) которые приобрели, по крайней мере частично, явные знания последовательности, но не в участников (n = 6, p = 0,98) который не проявлял явные знание; Рисунок 5b освещает знания этой последовательности. Кроме того изменения в изменчивости от блока 4-5 значительно коррелирует с количество явных знаний, приобретенных участниками (рис. 5 c).

Figure 1
Рисунок 1: экспериментальный set-up. (a) 8 камер надлежащим образом расположены так что удалить данные из всех маркеров могут быть собраны. Шесть степпинга цели на полу соответствуют шести визуальные раздражители, показано на экране монитора. (b) 38 сферических Светоотражающий маркеры диаметром 0,5 см крепятся на коже на значительные костлявые достопримечательностей. Эти костлявые достопримечательности включают вершины, 7го шейного позвонка, грудной вырез, acromions, локти (боковые и медиальной), плечи, запястья (радиальные и локтевой), 3rd Наклс, передней Улучшенный подвздошных позвоночник (ASIS), задняя Улучшенный подвздошной Колючки (PSIS), центр между двумя PSISs, колени (боковые и медиальной), tibias, лодыжки (боковые и медиальной), пяточной кости, большие пальцы и 5й плюсневые кости. Фиолетовый маркеры: маркеры, видимые из вид спереди; красный маркеры: маркеры на спине; белые маркеры: маркеры удалены после статического суда. (c) Скелет шаблон, основанный на set-up 38 маркеров. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: разложение время отклика на RT и MT. (a) среднее время отклика через блоки. Серая зона представляет собой блок 5, где появление стимулов следует Роман последовательности. Последовательность обучения происходит, как свидетельствуют медленнее время отклика в блоке 5 чем в блоке 4. (b) RT, как компонент времени отклика, экспонаты той же схеме, как время ответа, в то время как MT не меняется от блока 4 блок 5. Ошибка бар: среднеквадратичная ошибка среднего значения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: COM направление движения от одного участника без явного последовательности знания. Показано направление движения COM для каждого стимула (стимулы 1 - 6, см. рис. 1a) через блоки. COM может перейти от происхождения в любую позицию на пунктирной окружности, которая представляет все направления COM мог двигаться. Пустые круги представляют наблюдаемых направлениях. Твердых стрелка представляет среднее направление. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: COM направление движения от одного участника с явным последовательности знания. Направление движения COM отображается для каждого стимула (стимулы 1-6, см. рис. 1a) через блоки. COM может перейти от происхождения в любую позицию на пунктирной окружности, представляющий все направления, которые COM может двигаться вдоль. Пустые круги представляют наблюдаемых направлениях. Твердых стрелка представляет среднее направление. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5: изменчивость COM направления движения и его отношения с явных и неявных процессов, участвующих в последовательность обучения. Направление движения количественно по длине дуги между каждой пустой круг и точкой, где средняя стрелка указывает на рисунке 3 и Рисунок 4. Это эквивалентно угол (в градусах) от среднего движения направления до линии, соединяющей происхождение и каждый пустой круг. Изменчивость вычисляется как стандартное отклонение на углы. () означает вариабельность через блоки: серой области представляет собой блок 5, где появление стимулов следует Роман последовательности. Изменчивость увеличилась с блока 4-5. (b) такие изменения в изменчивости направление движения COM отображаются только на участников, которые приобретают, по крайней мере частично, явные знания последовательности, но не в участников, которые не показывают явное знание последовательности. (c) изменения в изменчивости от блока 4-5 значительно коррелирует с количество явных знаний, приобретенных участниками. Ошибка бар: среднеквадратичная ошибка среднего значения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Этот протокол описывает экспериментальной установки и процедуры для модифицированных SRT задачи. Изменение задачи SRT разделяет ее привлекательной простоты с классической задачей SRT, хотя изменение SRT задач требует использования технологии захвата движения. Как классический SRT задач, многие параметры могут быть использованы для конкретных исследовательских вопросов в фут степпинг SRT задачи, включая но не ограничиваясь: длина интервала стимул интервал или ответ стимул интервал27, тип последовательности Структура28и осведомленности о последовательности знания29.

По сравнению с классической задачи SRT, фут степпинг задача представляет три преимущества. Во-первых фут степпинг SRT необходимо перемещение ноги при сохранении постоянной позе всего тела, а не просто нажав четыре пальца сидя при необходимости в классической задаче SRT. Таким образом ноги степпинг задача вариант SRT задачи, которая включает в себя большую сложность управления двигателем, чем палец нажатие и таким образом лучше приближается неявные мотор последовательность обучения в повседневной последовательной деятельности. Кроме того, учитывая интерактивной связи между постурального контроля и когнитивные процессы30,,3132,33, эта задача SRT фут степпинг также позволяет нам понять, как постурального контроля взаимодействует с валовой мотор последовательность обучения, особенно в популяциях, таких, как дети с отклонениями в развитии координации6,7,8, которые испытывают трудности в интеграции постуральной управления и познавательных задач. Это направление исследований послужат основой в разработке оптимальных мер для детей и взрослых с ограниченными возможностями обучения грубых двигательных навыков.

Во-вторых выполняя мотор действий обычно включает в себя несколько этапов, включая выбор цели, мотор планирования и выполнения движения. Так как классический SRT задача требует только нажатия клавиш, которые не связаны с переезда в новые места в пространстве, как пальцы всегда ответ ключей, задача подчеркивает, выбор цели, а не движение исполнение9, и время отклика используется для последовательность обучения мера представляет собой смесь цели движения и выбор исполнения. Фут степпинг SRT задача предоставляет возможность изучить ли выбор цели и/или выполнения движения значительный вклад мотор последовательность обучения. Например, один характерных для выполнения движения, время движения (MT), могут быть рассмотрены в задаче фут степпинг SRT. Хотя наш представитель результаты показывают никакого вклада MT для неявного последовательность обучения, один факт подчеркнуть здесь заключается, что классический SRT задачи и представитель протокол модифицированных фут степпинг задачи не требуют точную цель ответ цели. Например, участники в задаче фут степпинг рекомендуется, но не строго необходимо, чтобы точно поражать цели (но шагать к правильном направлении необходимо), как они могут перемещать свои самонаводящиеся положение слегка. В то время как участники палец насущной задачей всегда ставьте свои пальцы на соответствующих ключей так что точную цель не требуется. Однако, при необходимости точного направленного движения исполнения могут играть решающую роль в последовательности обучения10, предлагая важность пройдя несколько этапов мотор исполнения (т.е., выбор цели, мотор планирование и движения выполнение) для более глубокого понимания основных механизмов мотор последовательность обучения. Кроме того Классическая задача SRT не хватает способности в разъяснению временной эволюции когнитивных процессов, работающих в последовательность обучения. В отличие от фут степпинг SRT задача, как другие SRT задач связанных с пространственными движений (например., арм достижения и движение глаз)10,12, позволяет нам изучить траекторий непрерывного движения. Измерения на временной динамики движения могут использоваться выявить скрытые когнитивные процессы в будущем последовательности обучения исследования11. Например используя COM движения до появления стимула, мы может выяснить какие цели, участники намерены до видя стимул, а также при последовательной ожиданий занять место, которое не является возможным в палец неотложной задачей SRT.

Другой известный SRT задачи используется добиваться прогрессивного развития знаний явно последовательности во время неявного последовательность обучения. SRT обычно именуется как неявный обучения задачи1,34. Однако последовательность обучения в задаче SRT часто включает в себя процесс явного, как показал возможность вспомнить и/или признать последовательность задач SRT22. Поскольку эти отзыва или признание тесты обычно выполняются после задачи SRT, он измеряет только общее количество явных знаний, приобретенных на протяжении всей задачи SRT. Это трудно понять, когда возникает явная памяти последовательности, и как она постепенно развивается через обучение. Наш представитель результаты показывают, что фут степпинг SRT задача представляет ее уникальной способности в изучении временной эволюции знаний явно последовательности через обучение блоков. Например Рисунок 5a показывает, что половина участников начал приобретать явные последовательности знания из блоков 1 и 2 и стали более осведомлены о последовательности блоков 3 и 4.

Таким образом этот протокол вводит модифицированных SRT задачу, которая включает пешком шаговые движения. Этот измененный вариант классической задачи SRT добавляет мотор и постуральной требования, которые необходимы в последовательном навыки в повседневной жизни. Кроме того задача SRT фут степпинг позволяет разделение цели движения и выбор исполнения, два компонента, которые дифференцировано могут способствовать неявные мотор последовательность обучения. Фут степпинг SRT задачи также предоставляет новый способ изучить параллельные операции явных и неявных процессов, участвующих в мотор последовательность обучения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

В Университете Мэриленд кинезиологии выпускник исследовательские инициативы Фонда оказывать поддержку для этого исследования Yue Du.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vicon motion capture system Vicon Vicon T-40, T-160, calibration wand Alternative systems may be used
50 mm reflective markers Vicon N/A Numbers of markers may be varied
Labview software National Instruments N/A Control visual stimuli. Use together with DAQ board. Alternative software may be used
DAQ board National Instruments BNC-2111; DAQCard-6024E
MATLAB MathWorks N/A Alternative software may be used
double sided hypo-allergenic adhesive tape N/A
pre-wrapping tape N/A

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nissen, M. J., Bullemer, P. Attentional requirements of learning: Evidence from performance measures. Cognit Psychol. 19 (1), 1-32 (1987).
  2. Willingham, D. B., Nissen, M. J., Bullemer, P. On the development of procedural knowledge. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 15 (6), 1047-1060 (1989).
  3. Du, Y., Valentini, N. C., Kim, M. J., Whitall, J., Clark, J. E. Children and adults both learn motor sequences quickly, but do so differently. Front Psychol. 8 (158), (2017).
  4. Du, Y. Learning processes underlying implicit motor sequence acquisition in children and adults. , University of Maryland. PhD thesis (2016).
  5. Du, Y., Clark, J. E. New insights into statistical learning and chunk learning in implicit sequence acquisition. Psychon Bull Rev. , 1-9 (2016).
  6. Gheysen, F., Van Waelvelde, H., Fias, W. Impaired visuo-motor sequence learning in Developmental Coordination Disorder. Res Dev Disabil. 32 (2), 749-756 (2011).
  7. Wilson, P. H., Maruff, P., Lum, J. Procedural learning in children with developmental coordination disorder. Hum Movement Sci. 22 (4-5), 515 (2003).
  8. Cermak, S. A., Larkin, D. Developmental coordination disorder. , Cengage Learning. (2002).
  9. Taylor, J. A., Ivry, R. B. Implicit and explicit processes in motor learning. Action science. , 63-87 (2013).
  10. Moisello, C., et al. The serial reaction time task revisited: a study on motor sequence learning with an arm-reaching task. Exp Brain Res. 194 (1), 143-155 (2009).
  11. Song, J. H., Nakayama, K. Hidden cognitive states revealed in choice reaching tasks. Trends Cogn Sci. 13 (8), 360-366 (2009).
  12. Marcus, D. J., Karatekin, C., Markiewicz, S. Oculomotor evidence of sequence learning on the serial reaction time task. Mem Cognition. 34 (2), 420-432 (2006).
  13. Shanks, D. R., Johnstone, T. Evaluating the relationship between explicit and implicit knowledge in a sequential reaction time task. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 25 (6), 1435-1451 (1999).
  14. Destrebecqz, A., Peigneux, P. Methods for studying unconscious learning. Prog Brain Res. 150, 69-80 (2005).
  15. Massion, J. Movement, posture and equilibrium: interaction and coordination. Prog Neurobiol. 38 (1), 35-56 (1992).
  16. MacKinnon, C. D., et al. Preparation of anticipatory postural adjustments prior to stepping. J Neurophysiol. 97 (6), 4368-4379 (2007).
  17. Cordo, P. J., Nashner, L. M. Properties of postural adjustments associated with rapid arm movements. J Neurophysiol. 47 (2), 287-382 (1982).
  18. Oxford Metrics. Vicon Motion System Nexus Documentation. , Available from: https://docs.vicon.com/display/Nexus25/Nexus+Documentation (2017).
  19. Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handness: The edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).
  20. Armstrong, T., Bull, F. Development of the world health organization global physical activity questionnaire (GPAQ). J Public Health. 14 (2), 66-70 (2006).
  21. Henderson, S. E., Sugden, D. A., Barnett, A. Movement Assessment Battery for Children - Second edition (Movement ABC-2). , Pearson Education, Inc. (2007).
  22. Destrebecqz, A., Cleeremans, A. Can sequence learning be implicit? New evidence with the process dissociation procedure. Psychon Bull Rev. 8 (2), 343-350 (2001).
  23. De Leva, P. Adjustments to Zatsiorsky-Seluyanov's segment inertia parameters. J Biomech. 29 (9), 1223-1230 (1996).
  24. Bair, W. -N., Kiemel, T., Jeka, J. J., Clark, J. E. Development of multisensory reweighting for posture control in children. Exp Brain Res. 183 (4), 435-446 (2007).
  25. Curran, T., Keele, S. W. Attentional and nonattentional forms of sequence learning. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 19 (1), 189-202 (1993).
  26. Du, Y., Prashad, S., Schoenbrun, I., Clark, J. E. Probabilistic motor sequence yields greater offline and less online learning than fixed sequence. Front Hum Neurosci. 10, (2016).
  27. Destrebecqz, A., Cleeremans, A. Attention and implicit learning. Jiménez, L. , John Benjamins Publishing Company. 181-213 (2003).
  28. Jimenez, L., Vazquez, G. A. Sequence learning under dual-task conditions: alternatives to a resource-based account. Psychol Res. 69 (5-6), 352-368 (2005).
  29. Curran, T. Effects of aging on implicit sequence learning: Accounting for sequence structure and explicit knowledge. Psychol Res. 60 (1-2), 24-41 (1997).
  30. Ramenzoni, V. C., Riley, M. A., Shockley, K., Chiu, C. Y. P. Postural responses to specific types of working memory tasks. Gait Posture. 25 (3), 368-373 (2007).
  31. Riley, M. A., Baker, A. A., Schmit, J. M., Weaver, E. Effects of visual and auditory short-term memory tasks on the spatiotemporal dynamics and variability of postural sway. J Mot Behav. 37 (4), 311-324 (2005).
  32. Stins, J. F., Michielsen, M. E., Roerdink, M., Beek, P. J. Sway regularity reflects attentional involvement in postural control: Effects of expertise, vision and cognition. Gait Posture. 30 (1), 106-109 (2009).
  33. Nougier, V., Vuillerme, N., Teasdale, N. Effects of a reaction time task on postural control in humans. Neurosci. Lett. 291 (2), 77-80 (2000).
  34. Robertson, E. M. The serial reaction time task: Implicit motor skill learning? J Neurosci. 27 (38), 10073-10075 (2007).

Tags

Поведение выпуск 135 неявные мотор последовательность обучения задача последовательного время реакции фут степпинг время движения время реакции постурального контроля явные обучения неявные обучения
«Мотор» в неявных мотор последовательность обучения: время шагать в ногу серийный реакции задачи
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Du, Y., Clark, J. E. The "Motor" in… More

Du, Y., Clark, J. E. The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task. J. Vis. Exp. (135), e56483, doi:10.3791/56483 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter