Name: Motor w niejawnym uczeniu się sekwencji motorycznej: zadanie czasu reakcji szeregowej kroku (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-03T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 39 s
Description: Poznaj zadanie czasu reakcji szeregowej kroku do badania niejawnego uczenia się sekwencji motorycznej. Ta metoda pozwala analizować procesy poznawcze towarzyszące uczeniu się ruchowemu u dzieci z zaburzeniami koordynacji rozwojowej.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wsparcie dla tych badań zostało dostarczone przez University of Maryland Kinesiology Graduate Research Initiative Fund dla Yue Du.

Protokół został przeprowadzony zgodnie z wytycznymi zatwierdzonymi przez Institutional Review Board na University of Maryland, College Park.
1. Konfiguracja eksperymentalna
<ol>
	<li>Skonfiguruj system przechwytywania ruchu, jak pokazano na Rysunek 1a. Umieść osiem kamer w okręgu o promieniu 4 m. 
	UWAGA: Liczba i pozycje kamer mogą być różne, pod warunkiem, że wszystkie kamery są odpowiednio ustawione, aby uzyskać wyraźny obraz wszystkich odblaskowych znaczników przymocowanych do ciała uczestnika.</li>
	<li>Ustaw stację schodkową w środku okręgu. Ustaw "pozycję domową" pokrytą ciemnoniebieskimi matami filcowymi na środku stacji krokowej i umieść sześć celów schodkowych pokrytych jasnoniebieskimi matami filcowymi otaczającymi pozycję domową z przodu, z tyłu i z boku (<silna klasa="xfig">Rysunek 1b). Określ odległość między celami a pozycją wyjściową, zgodnie z odległością kroku danej osoby (patrz krok 3 w procedurze zadania SRT z krokiem stopy).</li>
	<li>Aby kontrolować stan tempa wykonywania zadań, umieść dwa elektryczne gumowe czujniki, które generują sygnały analogowe po dotknięciu, pod pozycją wyjściową, aby wykryć czas powrotu stóp.</li>
	<li>Ustaw monitor 23-calowy 2 m przed pozycją wyjściową. Sześć bodźców wzrokowych jest przestrzennie dopasowanych do tych sześciu celów na podłodze.</li>
	<li>Kontroluj kolejność pojawiania się bodźców wzrokowych za pomocą programu komputerowego zainstalowanego w laptopie.</li>
	<li>Zsynchronizuj laptopa i system przechwytywania ruchu za pomocą urządzenia do wyprowadzania i akwizycji danych.</li>
	<li>Włącz kamery przechwytywania ruchu i skieruj je tak, aby każda kamera mogła wyświetlać głośność otaczającą stację krokową.</li>
	<li>Określ, czy w objętości przechwytywania znajdują się niepożądane obiekty odbijające światło (np. odbicie od światła, podłogi lub jakichkolwiek materiałów odbijających światło). Przykryj te zidentyfikowane obiekty odblaskowe materiałem tekstylnym, aby nie zostały omyłkowo zebrane jako dane podczas prób eksperymentalnych.</li>
	<li>Korzystając z instrukcji i sprzętu dostarczonego z systemem przechwytywania ruchu, skalibruj system przechwytywania ruchu, aby zapewnić dokładne zbieranie danych 3D z odblaskowych znaczników18.</li>
	<li>Aby przeprowadzić kalibrację dynamiczną, machnij różdżką kalibracyjną dostarczoną z systemem przechwytywania ruchu przez przestrzeń, w której poruszałyby się wszystkie znaczniki odblaskowe, gdy uczestnicy wykonywaliby zadanie SRT. Zbierz 2 000 klatek danych obrazowych w celu dynamicznej kalibracji.</li>
	<li>W celu kalibracji statycznej umieść różdżkę kalibracyjną na podłodze w pozycji i orientacji, które mogą być użyte jako początek układu koordynacyjnego systemu przechwytywania ruchu. Uruchom system przechwytywania ruchu, aby ustawić punkt początkowy.</li>
	<li>Zaprojektuj zestaw markerów w zależności od celu badania. 
	UWAGA: Jeden z przykładów jest pokazany w Rysunek 1b, gdzie użyto konfiguracji z 38 znacznikami.</li>
	<li>Postępuj zgodnie z instrukcjami dostarczonymi przez dostawcę, aby utworzyć szablon szkieletu etykietowania, który może być używany do rekonstrukcji i automatycznego etykietowania w późniejszym pozyskiwaniu i przetwarzaniu danych18. W szczególności poproś uczestnika, aby stanął na pozycji wyjściowej stacji schodkowej z przyczepionymi wszystkimi znacznikami. Poinstruuj uczestnika, aby stał tak nieruchomo, jak to możliwe i upewnił się, że wszystkie znaczniki są widoczne przez system przechwytywania ruchu. Uchwyć próbę (trwającą około 10 s). W systemie przechwytywania ruchu przypisz każdemu znacznikowi nazwę i utwórz segmenty, łącząc ze sobą znaczniki. Połącz wszystkie segmenty, aby sfinalizować szablon szkieletu (pokazany w <silna klasa="xfig">Rysunek 1c).</li>
</ol>
2. Przygotowanie uczestników
<ol>
	<li>Poinformuj uczestników, aby przed wizytą w laboratorium założyli odpowiedni strój (np. szorty i koszulkę).</li>
	<li>Po przyjeździe poproś uczestników o dokładne przeczytanie i podpisanie formularza zgody. Ekran kwalifikacyjny do nauki. 
	UWAGA: Kwestionariusze przesiewowe mogą się różnić w zależności od celu każdego badania. Kwestionariusze te mogą obejmować między innymi kwestionariusz dominacji ręki19, kwestionariusz globalnego poziomu aktywności fizycznej20, kwestionariusz zdrowia neurologicznego oraz Baterię Oceny Ruchu dla Dzieci21.</li>
	<li>Poproś uczestników, aby zdjęli buty i skarpetki, a następnie przymocowali 38 kulistych znaczników odblaskowych, każdy o średnicy 50 mm, do skóry w określonych wcześniej znaczących punktach kostnych za pomocą dwustronnej, hipoalergicznej taśmy klejącej i taśmy do pakowania. Ta konfiguracja znacznika jest taka sama, jak w przypadku niestandardowego szablonu szkieletu pokazanego w Rysunek 1b.</li>
	<li>Usuń wszystkie niechciane odbicia inne niż te 38 znaczników z ciała uczestnika (patrz krok 1.8).</li>
	<li>Poinstruuj uczestników, aby stali cicho na pozycji wyjściowej w pozycji T. Uruchom system przechwytywania ruchu, aby przechwycić wszystkie znaczniki przez 10 sekund (tj. próba kalibracji).</li>
</ol>
3. Procedura zadania SRT z krokiem w krokach
<ol>
	<li>Zanim każdy uczestnik rozpocznie zadanie, ustaw parametry, w tym między innymi: identyfikator uczestnika, identyfikator grupy, numer bloku uczenia się, czas trwania prezentacji bodźca oraz odstęp czasu między bodźcami (ISI) lub interwał reakcja-bodziec (RSI), który kontroluje odstęp czasu między zakończeniem ruchu a nadejściem następnego bodźca (w tym przypadku: pod pozycją wyjściową potrzebne są elektryczne czujniki gumowe; Szczegółowe informacje można znaleźć w sekcji 1 protokołu). 
	UWAGA: ISI może być różny (np. 1300 ms lub 1000 ms) w zależności od celu badania.</li>
	<li>Poinstruuj uczestników, aby stanęli na pozycji wyjściowej i dostosowali odległość od pozycji wyjściowej, aby uczestnicy mogli wygodnie wejść na wszystkie sześć celów na podłodze.</li>
	<li>Poinstruuj uczestników, aby szybko nadepnęli na każdy cel kilka razy i oznaczyli odległość od pozycji wyjściowej do każdego celu w najwygodniejszej długości kroku dla każdego uczestnika.</li>
	<li>Przekaż instrukcje dotyczące zadania uczestnikom.
	<ol>
		<li>Poinstruuj uczestników, że gdy bodziec pojawi się w jednym z sześciu miejsc pokazanych na monitorze, muszą jak najszybciej i dokładniej podejść do odpowiedniego celu na podłodze, a następnie powrócić do pozycji wyjściowej.</li>
		<li>Poproś uczestników, aby prawą nogą podeszli do trzech celów znajdujących się po prawej stronie (tj. celów 1, 2 i 6; <silna klasa="xfig">Rysunek 1a), a lewą nogą do pozostałych trzech celów (tj. celów 3, 4 i 5; <silna klasa="xfig">Rysunek 1a). 
		UWAGA: Liczby są niewidoczne dla uczestników podczas całego zadania.</li>
		<li>Poinformuj uczestników, że po każdym uruchomieniu (tj. bloku nauki) zadania jest 3-minutowa przerwa. Zmodyfikuj długość przerwy w zależności od potrzeb eksperymentalnych. Ustaw alarm czasowy, aby przypomnieć uczestnikom o zakończeniu przerwy.</li>
		<li>Poinstruuj uczestników, aby podczas wykonywania zadania trzymali łokcie po swojej stronie i byli zgięci pod kątem dziewięćdziesięciu stopni, tak aby kamery mogły zobaczyć znaczniki umieszczone na biodrze.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przeprowadź blok ćwiczeń, który składa się z 36 kroków (tj. bodźce pojawiają się 36 razy z ISI 1300 ms; szczegółowe informacje można znaleźć w procedurze zadania SRT), aby uczestnicy byli zaznajomieni z zadaniem. Poinstruuj uczestników, że bodźce będą stale pojawiać się w jednym z sześciu miejsc i muszą reagować na bodźce tak szybko i dokładnie, jak to tylko możliwe. Bodźce w tym bloku pojawiają się w losowej kolejności. 
	UWAGA: ISI może zostać zastąpiony przez RSI (szczegółowe informacje można znaleźć w procedurze zadania SRT z krokiem krokowym). Jeśli stosuje się bardzo krótki ISI, uczestnicy mogą nie być w stanie reagować na niektóre bodźce. Te kroki są uważane za błędy.</li>
	<li>Po bloku ćwiczeń rozpocznij bloki eksperymentalne. W tym protokole jest sześć bloków, a każdy blok eksperymentalny składa się ze 100 kroków/bodźców. Daj uczestnikom obowiązkową 3-minutową przerwę po każdym bloku. 
	UWAGA: W warunkach ISI 1,300 ms każdy blok trwa zwykle około 2,5 minuty. Jeśli używany jest RSI, długość każdego bloku może się różnić w zależności od tego, jak szybko uczestnicy reagują na bodźce.
	<ol>
		<li>Poinstruuj uczestników, aby ukończyli sześć bloków eksperymentalnych. Ustal określoną kolejność bodźców wzrokowych zgodnie z celami eksperymentalnymi. Bodźce podążają za określoną lub losową sekwencją. Prezentacja kolejności bodźców jest nieznana uczestnikom. 
		UWAGA: Liczba bloków eksperymentalnych może się różnić. Tutaj wprowadzono konstrukcję 6-blokową, w której określona sekwencja A jest podana w blokach 1 - 4 i 6, a nowa sekwencja B jest przedstawiona w bloku 5. Specyficzna i losowa sekwencja może być również zróżnicowana. W tym protokole sekwencja A jest zgodna z kolejnością 1423564215 (tj. 1 - prawa strona, 2 - prawy przód, 3 - lewy przód, 4 - lewa strona, 5 - lewy tył i 6 - prawy tył), a sekwencja B jest zgodna z kolejnością 3615425214.</li>
		<li>Przed każdym blokiem nauki poinstruuj uczestników, aby reagowali na bodźce tak szybko i dokładnie, jak to tylko możliwe.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po ukończeniu wszystkich bloków edukacyjnych poproś uczestników o wypełnienie testu końcowego, który składa się z powszechnie stosowanych testów przypominania i rozpoznawania opisanych w literaturze13,14,22.</li>
</ol>
4. Przetwarzanie danych i analiza statystyczna
<ol>
	<li>Dla każdego uczestnika otwórz zebrane próby danych w oprogramowaniu systemu przechwytywania ruchu. Przejrzyj każdą próbę i uzupełnij wszelkie luki w danych próbnych zgodnie z instrukcjami dostarczonymi przez dostawcę18.</li>
	<li>Eksportuj każdą próbę danych jako plik ASCII, który zawiera trzy współrzędne dla wszystkich 38 znaczników.</li>
	<li>Wyprowadź zmienne (tj. czas reakcji (RT), czas ruchu (MT), czas odpowiedzi i trajektorię COM) z plików ASCII, wykonując poniższe czynności:
	<ol>
		<li>Wprowadź pliki danych ASCII do oprogramowania do analizy danych. Użyj filtru Butterwortha ósmego rzędu z częstotliwością odcięcia 10 Hz, aby przefiltrować dane3. 
		UWAGA: Sposób wyznaczenia trajektorii ruchu COM zależy od konfiguracji znacznika. W układzie 38 markerów pokazanym w Rysunek 1b, można zastosować metody i parametry antropometryczne opisane przez De Leva23. Można również śledzić ruch przybliżonego COM mierzonego za pomocą znacznika ustawionego na poziomie piątego kręgu lędźwiowego24.</li>
		<li>Wyprowadź czas odpowiedzi, RT i MT zgodnie z poniższymi opisami:
		<ol>
			<li>Użyj znaczników przymocowanych na piętach, dużych palcach u nóg i 5. kości śródstopia, aby scharakteryzować trajektorie ruchów stóp w oprogramowaniu do analizy danych.</li>
			<li>Narysuj trajektorię tych trzech znaczników wzdłuż kierunku pionowego (prostopadłego do podłogi). Wykreśl trajektorię znacznika palców w płaszczyźnie poziomej (równolegle do podłogi), aby określić, czy każdy krok jest prawidłowo wykonywany do właściwego celu. Kroki prowadzące do niewłaściwego celu są wykluczane z późniejszych analiz statystycznych.</li>
			<li>Zaznacz linię bazową wysokości każdego znacznika przed i po każdym kroku.</li>
			<li>Zidentyfikuj początek ruchu każdego markera jako pierwszą próbkę, gdy znacznik osiągnie 10% maksymalnej wysokości.</li>
			<li>Ponieważ każdy badany może używać różnych strategii, aby dotknąć celu (za pomocą palców u nóg lub 5. kości śródstopia), określ początek ruchu za pomocą markera, który osiąga swój szczyt najwcześniej.</li>
			<li>Identyfikuje punkt końcowy kroku jako punkt czasu, w którym użyty znacznik spada do tej samej wysokości co początek.</li>
			<li>Uruchamiaj program do analizy danych w sposób ciągły, aż zostanie przetworzonych 100 kroków.</li>
			<li>Dla wszystkich kroków oblicz i wyświetl czas reakcji jako czasową różnicę między początkiem bodźca a końcem ruchu, RT jako czasową różnicę między bodźcem a początkiem ruchu, a MT jako czasową różnicę między początkiem ruchu a jego punktem końcowym. Zapisz pliki wyjściowe w formacie .xls.</li>
			<li>Korzystając z tych plików .xls, oblicz średnie tych zmiennych dla każdego bloku i dla wszystkich uczestników, dane, które zostaną następnie wykorzystane do analiz statystycznych.</li>
			<li>Ponieważ w projekcie eksperymentalnym zazwyczaj występuje czynnik wewnątrzobiektowy (tj. blok uczenia się), do analizy danych należy użyć ANOVA o mieszanych efektach (ANOVA powtarzanych pomiarów może być stosowana z ostrożnością w odniesieniu do założenia sferyczności). Określ macierz kowariancji używaną w ANOVA z efektem mieszanym za pomocą kryterium informacyjnego Akaike (AIC). Dekompozycja istotnych wyników ANOVA za pomocą testów post hoc ze specyficznymi procedurami wielokrotnej korekty porównawczej (w zależności od projektu eksperymentalnego). Ustawić poziom istotności statystycznej na p = 0,05.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Nissen, M. J., Bullemer, P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0010028587900028">Attentional requirements of learning: Evidence from performance measures.</a> Cognit Psychol. 19 (1), 1-32 (1987).</li>
<li>Willingham, D. B., Nissen, M. J., Bullemer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+development+of+procedural+knowledge%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Psychol+Learn+Mem+Cogn%22%5BJournal%5D)">On the development of procedural knowledge.</a> J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 15 (6), 1047-1060 (1989).</li>
<li>Du, Y., Valentini, N. C., Kim, M. J., Whitall, J., Clark, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Children+and+adults+both+learn+motor+sequences+quickly%2C+but+do+so+differently%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Psychol%22%5BJournal%5D)">Children and adults both learn motor sequences quickly, but do so differently.</a> Front Psychol. 8 (158), (2017).</li>
<li>Du, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Learning+processes+underlying+implicit+motor+sequence+acquisition+in+children+and+adults%22">Learning processes underlying implicit motor sequence acquisition in children and adults</a>. , University of Maryland. PhD thesis (2016).</li>
<li>Du, Y., Clark, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+statistical+learning+and+chunk+learning+in+implicit+sequence+acquisition%5BTitle%5D)+AND+%22Psychon+Bull+Rev%22%5BJournal%5D)">New insights into statistical learning and chunk learning in implicit sequence acquisition.</a> Psychon Bull Rev. , 1-9 (2016).</li>
<li>Gheysen, F., Van Waelvelde, H., Fias, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+visuo-motor+sequence+learning+in+Developmental+Coordination+Disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Res+Dev+Disabil%22%5BJournal%5D)">Impaired visuo-motor sequence learning in Developmental Coordination Disorder.</a> Res Dev Disabil. 32 (2), 749-756 (2011).</li>
<li>Wilson, P. H., Maruff, P., Lum, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Procedural+learning+in+children+with+developmental+coordination+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Movement+Sci%22%5BJournal%5D)">Procedural learning in children with developmental coordination disorder.</a> Hum Movement Sci. 22 (4-5), 515(2003).</li>
<li>Cermak, S. A., Larkin, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCermak%2C+SA+%22Developmental+coordination+disorder%22">Developmental coordination disorder</a>. , Cengage Learning. (2002).</li>
<li>Taylor, J. A., Ivry, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implicit+and+explicit+processes+in+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Action+science%22%5BJournal%5D)">Implicit and explicit processes in motor learning.</a> Action science. , 63-87 (2013).</li>
<li>Moisello, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+serial+reaction+time+task+revisited%3A+a+study+on+motor+sequence+learning+with+an+arm-reaching+task%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The serial reaction time task revisited: a study on motor sequence learning with an arm-reaching task.</a> Exp Brain Res. 194 (1), 143-155 (2009).</li>
<li>Song, J. H., Nakayama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hidden+cognitive+states+revealed+in+choice+reaching+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cogn+Sci%22%5BJournal%5D)">Hidden cognitive states revealed in choice reaching tasks.</a> Trends Cogn Sci. 13 (8), 360-366 (2009).</li>
<li>Marcus, D. J., Karatekin, C., Markiewicz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oculomotor+evidence+of+sequence+learning+on+the+serial+reaction+time+task%5BTitle%5D)+AND+%22Mem+Cognition%22%5BJournal%5D)">Oculomotor evidence of sequence learning on the serial reaction time task.</a> Mem Cognition. 34 (2), 420-432 (2006).</li>
<li>Shanks, D. R., Johnstone, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+relationship+between+explicit+and+implicit+knowledge+in+a+sequential+reaction+time+task%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Psychol+Learn+Mem+Cogn%22%5BJournal%5D)">Evaluating the relationship between explicit and implicit knowledge in a sequential reaction time task.</a> J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 25 (6), 1435-1451 (1999).</li>
<li>Destrebecqz, A., Peigneux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+for+studying+unconscious+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Methods for studying unconscious learning.</a> Prog Brain Res. 150, 69-80 (2005).</li>
<li>Massion, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement%2C+posture+and+equilibrium%3A+interaction+and+coordination%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Movement, posture and equilibrium: interaction and coordination.</a> Prog Neurobiol. 38 (1), 35-56 (1992).</li>
<li>MacKinnon, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+anticipatory+postural+adjustments+prior+to+stepping%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Preparation of anticipatory postural adjustments prior to stepping.</a> J Neurophysiol. 97 (6), 4368-4379 (2007).</li>
<li>Cordo, P. J., Nashner, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+postural+adjustments+associated+with+rapid+arm+movements%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Properties of postural adjustments associated with rapid arm movements.</a> J Neurophysiol. 47 (2), 287-382 (1982).</li>
<li>Oxford Metrics. Vicon Motion System Nexus Documentation. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://docs.vicon.com/display/Nexus25/Nexus+Documentation">https://docs.vicon.com/display/Nexus25/Nexus+Documentation</a> (2017).</li>
<li>Oldfield, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+assessment+and+analysis+of+handness%3A+The+edinburgh+inventory%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">The assessment and analysis of handness: The edinburgh inventory.</a> Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).</li>
<li>Armstrong, T., Bull, F. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10389-006-0024-x">Development of the world health organization global physical activity questionnaire (GPAQ).</a> J Public Health. 14 (2), 66-70 (2006).</li>
<li>Henderson, S. E., Sugden, D. A., Barnett, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHenderson%2C+SE+%22Movement+Assessment+Battery+for+Children+-+Second+edition+%28Movement+ABC-2%29%22">Movement Assessment Battery for Children - Second edition (Movement ABC-2)</a>. , Pearson Education, Inc. (2007).</li>
<li>Destrebecqz, A., Cleeremans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+sequence+learning+be+implicit%3F+New+evidence+with+the+process+dissociation+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Psychon+Bull+Rev%22%5BJournal%5D)">Can sequence learning be implicit? New evidence with the process dissociation procedure.</a> Psychon Bull Rev. 8 (2), 343-350 (2001).</li>
<li>De Leva, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adjustments+to+Zatsiorsky-Seluyanov%27s+segment+inertia+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Adjustments to Zatsiorsky-Seluyanov's segment inertia parameters.</a> J Biomech. 29 (9), 1223-1230 (1996).</li>
<li>Bair, W. -N., Kiemel, T., Jeka, J. J., Clark, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+multisensory+reweighting+for+posture+control+in+children%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Development of multisensory reweighting for posture control in children.</a> Exp Brain Res. 183 (4), 435-446 (2007).</li>
<li>Curran, T., Keele, S. W. <a target="_blank" href="http://www.wjh.harvard.edu/~pal/pdfs/pdfs/curran-keele93.pdf">Attentional and nonattentional forms of sequence learning.</a> J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 19 (1), 189-202 (1993).</li>
<li>Du, Y., Prashad, S., Schoenbrun, I., Clark, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probabilistic+motor+sequence+yields+greater+offline+and+less+online+learning+than+fixed+sequence%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Probabilistic motor sequence yields greater offline and less online learning than fixed sequence.</a> Front Hum Neurosci. 10, (2016).</li>
<li>Destrebecqz, A., Cleeremans, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDestrebecqz%2C+A+%22Attention+and+implicit+learning%22">Attention and implicit learning</a>. Jiménez, L. , John Benjamins Publishing Company. 181-213 (2003).</li>
<li>Jimenez, L., Vazquez, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequence+learning+under+dual-task+conditions%3A+alternatives+to+a+resource-based+account%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Res%22%5BJournal%5D)">Sequence learning under dual-task conditions: alternatives to a resource-based account.</a> Psychol Res. 69 (5-6), 352-368 (2005).</li>
<li>Curran, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+aging+on+implicit+sequence+learning%3A+Accounting+for+sequence+structure+and+explicit+knowledge%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of aging on implicit sequence learning: Accounting for sequence structure and explicit knowledge.</a> Psychol Res. 60 (1-2), 24-41 (1997).</li>
<li>Ramenzoni, V. C., Riley, M. A., Shockley, K., Chiu, C. Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postural+responses+to+specific+types+of+working+memory+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Postural responses to specific types of working memory tasks.</a> Gait Posture. 25 (3), 368-373 (2007).</li>
<li>Riley, M. A., Baker, A. A., Schmit, J. M., Weaver, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+visual+and+auditory+short-term+memory+tasks+on+the+spatiotemporal+dynamics+and+variability+of+postural+sway%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mot+Behav%22%5BJournal%5D)">Effects of visual and auditory short-term memory tasks on the spatiotemporal dynamics and variability of postural sway.</a> J Mot Behav. 37 (4), 311-324 (2005).</li>
<li>Stins, J. F., Michielsen, M. E., Roerdink, M., Beek, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sway+regularity+reflects+attentional+involvement+in+postural+control%3A+Effects+of+expertise%2C+vision+and+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Sway regularity reflects attentional involvement in postural control: Effects of expertise, vision and cognition.</a> Gait Posture. 30 (1), 106-109 (2009).</li>
<li>Nougier, V., Vuillerme, N., Teasdale, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+a+reaction+time+task+on+postural+control+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Lett%22%5BJournal%5D)">Effects of a reaction time task on postural control in humans.</a> Neurosci. Lett. 291 (2), 77-80 (2000).</li>
<li>Robertson, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+serial+reaction+time+task%3A+Implicit+motor+skill+learning%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The serial reaction time task: Implicit motor skill learning?</a> J Neurosci. 27 (38), 10073-10075 (2007).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Niniejszy protokół opisuje konfigurację eksperymentalną i procedury dla zmodyfikowanego zadania SRT. Zmodyfikowane zadanie SRT dzieli swoją atrakcyjną prostotę z klasycznym zadaniem SRT, chociaż zmodyfikowane zadanie SRT wymaga użycia techniki przechwytywania ruchu. Podobnie jak w klasycznym zadaniu SRT, wieloma parametrami można manipulować dla konkretnych pytań badawczych w zadaniu SRT krokowym, w tym między innymi: długość interwału bodziec lub odstęp między reakcjami a bodźcami27, typ struktur...

Ukryte uczenie się sekwencji motorycznej, ogólnie znane jako uczenie się sekwencji bez znajomości sekwencji, jest kluczowe dla naszych codziennych działań i zostało dobrze zbadane przez paradygmatyczne zadanie zwane szeregowym czasem reakcji (SRT) zaprojektowane przez Nissena i Bullemera1. W tym klasycznym zadaniu SRT uczestnicy naciskają, aby szybko i dokładnie reagować na bodźce wzrokowe. Aby zbadać uczenie się sekwencji, wygląd bodźców wizualnych jest manipulowany tak, aby podążał za wcześniej ustrukturyzowaną lub losową sekwencją, która jest nieznana uczestnikom. O uczeniu się świadczy szybszy czas reakcji na wstępnie ustrukturyzowaną sekwencję (np. sekwencję treningową) niż na losową lub inną sekwencję wstępnie ustrukturyzowaną1,2. Podczas gdy klasyczne zadanie SRT zazwyczaj wymaga oburęcznego stukania palcami, zdecydowana większość niejawnego uczenia się sekwencji motorycznych w codziennych czynnościach, takich jak taniec, gra na instrumentach muzycznych lub uprawianie sportu, obejmuje działania całego ciała, które stanowią wyzwania posturalne i inercyjne, których nie można znaleźć w klasycznym zadaniu SRT. W związku z tym zaproponowaliśmy, że zadania związane z uczeniem się sekwencyjnym powinny być bardziej wieloaspektowe. Ponadto poprzednie badania koncentrowały się prawie wyłącznie na poznawczym komponencie zadania (np. podejmowaniu decyzji lub wyborze działania), ignorując kwestie kontroli motorycznej związane z uczeniem się sekwencji (np. wykonywaniem ruchu). Tak więc, aby lepiej zrozumieć niejawne uczenie się sekwencji motorycznych, konieczne jest studiowanie uczenia się sekwencyjnego w zadaniu całego ciała lub motoryki dużej, które lepiej przybliża nasze codzienne czynności motoryczne.
W naszych ostatnich badaniach rozszerzyliśmy klasyczne zadanie SRT na zmodyfikowane zadanie SRT, w którym naciskanie palcami zostało zastąpione krokami stopy, aby włączyć kontrolę postawy do sekwencyjnego uczenia się3,4,5. To zmodyfikowane zadanie ma swoje zalety, które uzupełniają klasyczne zadanie SRT. Po pierwsze, zadanie uczenia się sekwencji motorycznych lepiej naśladuje codzienne sekwencyjne czynności, w które zaangażowany jest ruch całego ciała. Do tej pory nasze rozumienie uczenia się sekwencji motorycznych zazwyczaj wywodzi się z klasycznego zadania SRT, ale niewiele wiadomo, czy wiedza o uczeniu się sekwencji motorycznych z klasycznego zadania SRT pozostaje prawdziwa w uczeniu się sekwencyjnych umiejętności motorycznych w codziennych czynnościach. W związku z tym zmodyfikowane zadanie SRT pozwala nam zbadać, czy systematycznie zgłaszane cechy (np. niezależne od wieku niejawne uczenie się sekwencji między dziećmi i dorosłymi) w zadaniu SRT z naciskiem palca utrzymują się, gdy w grę wchodzi kontrola postawy. Ponadto w populacjach, w których kontrola postawy i trudności w uczeniu się umiejętności motorycznych są duże, takich jak dzieci z zaburzeniami koordynacji rozwojowej6,7,8, zrozumienie, w jaki sposób kontrola postawy współdziała z uczeniem się sekwencji motorycznych dużych, ma kluczowe znaczenie dla poprawy strategii interwencji, a tym samym optymalizacji skuteczności uczenia się sekwencyjnych umiejętności motorycznych w życiu codziennym.
Po drugie, powszechnym pojęciem o niejawnym uczeniu się sekwencji jest to, że planowanie motoryczne, a nie wykonywanie ruchu, odgrywa ważną rolę w uczeniu się sekwencji w klasycznym zadaniu SRT9. Dzieje się tak dlatego, że naciskanie nie wiąże się z przechodzeniem do nowych miejsc w przestrzeni, ponieważ palce są zawsze na odpowiedzi. Jednak wiele codziennych zachowań sekwencyjnych wiąże się z dużymi ruchami przestrzennymi. Niewiele wiadomo na temat tego, czy wykonywanie ruchów jest kluczowym graczem w uczeniu się sekwencji motorycznych, gdy wymagane są duże ruchy przestrzenne. W klasycznym zadaniu SRT czas reakcji, suma czasu reakcji (RT) i czasu ruchu (MT), służy jako wskaźnik uczenia się sekwencji. Zadanie SRT z krokiem krokowym, podobnie jak inne paradygmaty obejmujące ruchy przestrzenne10, pozwala badaczowi rozplątać czas odpowiedzi w niejawnym uczeniu sekwencyjnym na RT, które odzwierciedla przetwarzanie poznawcze, i MT, które charakteryzuje sam ruch.
Po trzecie, oprócz MT, połączenie zadania SRT z krokami kroków i technik przechwytywania ruchu dostarcza bogatych danych na temat ciągłego ruchu całego ciała (np. ruchu środka masy lub COM). Pomiar ciągłej zmiany ruchu ma tę zaletę, że ujawnia dynamikę procesów poznawczych leżących u podstaw dyskretnej odpowiedzi mierzonej za pomocą RT lub MT11,12. W szczególności sekwencje uczenia się w zadaniu SRT są zwykle wyjaśniane jako mieszanina procesów jawnych i niejawnych. Oznacza to, że pomimo powszechnego stosowania zadania SRT jako niejawnego zadania uczenia się, uczestnicy często wykazują zdolność do werbalnego przypomnienia sobie wyuczonej sekwencji po zadaniu SRT, co sugeruje wyraźny komponent zaangażowany w niejawne uczenie się sekwencji. Chociaż jawny komponent może być oceniany za pomocą testów przypominania przeprowadzanych po zadaniu SRT13,14, te testy po zadaniu nie mają możliwości zbadania czasowej ewolucji jawnej wiedzy podczas uczenia się. Proponujemy, aby dzięki wyraźnej wiedzy o sekwencji, osoba znała lokalizację następnego bodźca, a tym samym wytwarzała antycypacyjną korektę postawy15,16,17 w sposób przyspieszony, aby przygotować się do przesunięcia stopy do odpowiedniego celu. Dlatego badanie ruchu COM przed pojawieniem się bodźca (tj. antycypacją) otwiera okno do badania postępującego rozwoju pamięci jawnej podczas utajonego uczenia sekwencji.
Protokół demonstruje eksperymentalną konfigurację i procedurę zadania SRT z krokiem krokowym. Dostarczamy reprezentatywne wyniki czasu reakcji, RT i MT. Ponadto przedstawiamy wyniki dotyczące związku między kontrolą postawy a jawnymi procesami leżącymi u podstaw utajonego uczenia się sekwencji motorycznych.

<table><tbody><tr><td>System przechwytywania ruchu</td><td>Vicon Vicon Vicon</td><td>T-40, T-160, różdżka kalibracyjna</td><td>Można stosować alternatywne systemy</td></tr><tr><td>Znaczniki odblaskowe 50 mm</td><td>Vicon</td><td>N/A</td><td>Liczba markerów może być różna</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Labview</td><td>National Instruments</td><td>N/A Kontroluj</td><td>bodźce wzrokowe. Używaj razem z płytą DAQ. Można użyć alternatywnego oprogramowania</td></tr><tr>:<td>DAQ board</td><td>National Instruments</td><td>BNC-2111; DAQCard-6024E</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>N/A</td><td>Można użyć alternatywnego oprogramowania</td></tr>: <tr><td>dwustronna hipoalergiczna taśma</td><td></td> klejąca <td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Taśma</td><td></td> do wstępnego owijania <td>Nie dotyczy</td><td></td></tr></tbody></table>

"motor" w niejawnym uczeniu się sekwencji motorycznej: zadanie czasu reakcji szeregowej kroku

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

Ten protokół opisuje zmodyfikowane zadanie czasu reakcji szeregowej (SRT) używane do badania niejawnego uczenia się sekwencji motorycznych. W przeciwieństwie do klasycznego zadania SRT, które polega na ruchach naciskania palcami podczas siedzenia, zmodyfikowane zadanie SRT wymaga od uczestników kroku obiema stopami, utrzymując postawę stojącą. To zadanie krokowe wymaga działań całego ciała, które nakładają wyzwania postawowe. Zadanie polegające na krokach uzupełnia klasyczne zadanie SRT na kilka sposobów. Zadanie SRT polegające na chodzeniu po kroku jest lepszym wskaźnikiem zastępczym dla codziennych czynności, które wymagają ciągłej kontroli postawy, a tym samym może pomóc nam lepiej zrozumieć uczenie się sekwencji w rzeczywistych sytuacjach. Ponadto czas reakcji służy jako wskaźnik uczenia się sekwencji w klasycznym zadaniu SRT, ale nie jest jasne, czy czas reakcji, czas reakcji (RT) reprezentujący proces umysłowy, czy czas ruchu (MT) odzwierciedlający sam ruch, jest kluczowym graczem w uczeniu się sekwencji motorycznych. Zadanie SRT pozwala naukowcom rozdzielić czas odpowiedzi na RT i MT, co może wyjaśnić, w jaki sposób planowanie motoryczne i wykonywanie ruchów są zaangażowane w uczenie się sekwencji. Wreszcie, kontrola postawy i poznanie są interaktywnie powiązane, ale niewiele wiadomo o tym, jak kontrola postawy oddziałuje na uczenie się sekwencji motorycznych. Dzięki systemowi przechwytywania ruchu można rejestrować ruch całego ciała (np. środka masy (COM)). Takie pomiary pozwalają nam ujawnić dynamiczne procesy leżące u podstaw dyskretnych reakcji mierzonych przez RT i MT i mogą pomóc w wyjaśnieniu związku między kontrolą postawy a jawnymi i ukrytymi procesami zaangażowanymi w uczenie się sekwencji. Opisano szczegóły dotyczące konfiguracji eksperymentu, procedury i przetwarzania danych. Reprezentatywne dane zostały zaczerpnięte z jednego z naszych poprzednich badań. Wyniki są związane z czasem reakcji, RT i MT, a także z relacją między antycypacyjną reakcją posturalną a jawnymi procesami zaangażowanymi w niejawne uczenie się sekwencji motorycznych.

Powyższy paradygmat został zaimplementowany przez Du i współpracowników w serii badań3,4,5. Wykorzystujemy część danych zaadaptowanych z jednego z tych badań4, aby zaprezentować zastosowanie zadania SRT z tupaniem stopą. W badaniu tym zastosowano 6 bloków uczenia oraz RSI wynoszący 70 ms. Bodźce wizualne następowały zgodnie z sekwencją A (tj. 1423564215; <strong c...

Wprowadzamy zadanie czasu reakcji szeregowej kroku (SRT). To zmodyfikowane zadanie SRT, uzupełniające klasyczne zadanie SRT, które obejmuje tylko ruch naciskania palcami, lepiej przybliża codzienne sekwencjonowane czynności i pozwala naukowcom badać dynamiczne procesy leżące u podstaw dyskretnych miar odpowiedzi i rozplątać jawny proces działający w niejawnym uczeniu sekwencyjnym.

"Motor" w niejawnym uczeniu się sekwencji motorycznej: zadanie czasu reakcji szeregowej kroku

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

Ogólnym celem tego eksperymentu jest zbadanie, w jaki sposób ludzie uczą się sekwencji działań, które naśladują codzienne czynności, oraz wyjaśnienie procesów poznawczych, w szczególności jawnego procesu działającego na niejawnym uczeniu się sekwencji motorycznej. Zadanie to zapewnia nowatorski sposób przeglądu postępów w rozwoju jawnego dobrego samopoczucia podczas niejawnego uczenia się sekwencji motorycznych. Korzystanie z tego zadania może pomóc w znalezieniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie uczenia się motorycznego i rozwoju, takie jak niejawne uczenie się sekwencji motorycznych i jego rozwój związany z wiekiem.Kluczową zaletą tej techniki jest to, że w porównaniu z klasycznym zadaniem SRT, zadanie polegające na wchodzeniu w nogę wiąże się z większą złożonością kontroli motorycznej i pozwala nam lepiej zrozumieć naukę umiejętności sekwencyjnych w życiu codziennym, takich jak taniec, gra na instrumentach muzycznych czy uprawianie sportu. Implikacje tej techniki rozciągają się na pomoc w zrozumieniu dzieci z trudnościami ruchowymi, w szczególności uczenia się sekwencji motorycznych przez dzieci z czymś, co nazywa się zaburzeniami koordynacji rozwojowej lub DCD. Po raz

the-motor-implicit-motor-sequence-learning-foot-stepping-serial

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Ten film przedstawia test klatki schodowej w celu oceny funkcji motorycznych u szczura z hemiparkinsonem z uszkodzeniem prawej półkuli mózgu. Zmiana zaburza sygnalizację dopaminy, upośledzając kontrolę lewej łapy, co powoduje, że na lewych schodach pozostaje więcej granulek, co wskazuje na dysfunkcję motoryczną.

Test schodowy w celu oceny funkcji motorycznych u szczura z hemiparkinsonem

Wytrwała praktyka poprawia precyzję skoordynowanych ruchów. Tutaj wprowadzamy zadanie sięgania pojedynczymi kulkami, które ma na celu ocenę uczenia się i zapamiętywania umiejętności kończyn przednich u myszy.

Badaj uczenie się umiejętności motorycznych poprzez zadania sięgania pojedynczymi granulkami u myszy

Uczenie się nowych powiązań bodziec-reakcja angażuje szeroki zakres procesów neuronalnych, które ostatecznie znajdują odzwierciedlenie w zmianie wydajności skoków poszczególnych neuronów. Tutaj opisujemy protokół behawioralny pozwalający na ciągłą rejestrację aktywności pojedynczego neuronu, podczas gdy zwierzęta nabywają, wygaszają i ponownie nabywają warunkową reakcję w ciągu jednej sesji eksperymentalnej.

Rejestrowanie potencjałów czynnościowych pojedynczych neuronów od swobodnie poruszających się gołębi na trzech etapach uczenia się

Opisana jest metoda, w której 3-4 miesięczne niemowlęta uczą się zadania poprzez odkrywanie, a ruchy ich nóg są rejestrowane w celu ilościowego określenia procesu uczenia się.

Kwantyfikacja uczenia się u małych niemowląt: śledzenie działań nóg podczas zadania uczenia się przez odkrywanie

Paradygmat jest prezentowany w celu analizy nabywania u szczurów umiejętności sięgania kończynami przednimi do bardzo precyzyjnego dosięgnięcia.

Zdobycie wysoce precyzyjnego zadania dosięgania kończyn przednich u szczurów

Ten artykuł opisuje technikę stosowania bodźców wibrodotykowych na udo ludzkiego uczestnika oraz mierzenie dokładności i czasu reakcji wolicjonalnej uczestnika dla różnych kombinacji lokalizacji i częstotliwości stymulacji.

Metoda oceny terminowości i dokładności wolicjonalnych reakcji motorycznych na bodźce wibrodotykowe

Przedstawiono paradygmat do treningu i analizy zautomatyzowanego zadania umiejętnego sięgania u szczurów. Analiza prób ciągnięcia ujawnia wyraźne podprocesy uczenia się motorycznego.

Badanie procesów uczenia się umiejętności motorycznych za pomocą manipulandum robotycznego

Obecne badanie ma na celu dostarczenie krok po kroku samouczka do obliczania wielkości efektów integracji multisensorycznej w celu ułatwienia tworzenia translacyjnych badań naukowych w różnych populacjach klinicznych.

Wykorzystanie nierówności w modelu rasowym do ilościowego określenia behawioralnych efektów integracji wielozmysłowej

Tutaj oferujemy protokół, który pozwala użytkownikowi na selektywną zmianę afordancji i/lub ograniczeń ruchów, które są istotne dla odzyskania równowagi po zaburzeniach postawy.

Zmodyfikowana technika Lean and Release w celu podkreślenia hamowania reakcji i wyboru działania w równowadze reaktywnej

Ten artykuł przedstawia protokół, który pozwala na nieinwazyjną i automatyczną ocenę sprawności motorycznej, a także adaptacyjne i asocjacyjne uczenie się motoryczne w przypadku wyzwań, przy użyciu urządzenia zwanego Drabiną Erasmusa. Trudność zadania można dostosować w celu wykrycia upośledzenia motorycznego w zakresie od dużego do subtelnego stopnia.

Monitorowanie uczenia się motorycznego małego i asocjacyjnego u myszy za pomocą drabiny Erasmusa

Poznaj zadanie czasu reakcji szeregowej kroku do badania niejawnego uczenia się sekwencji motorycznej. Ta metoda pozwala analizować procesy poznawcze towarzyszące uczeniu się ruchowemu u dzieci z zaburzeniami koordynacji rozwojowej.

"Motor" w niejawnym uczeniu się sekwencji motorycznej: zadanie czasu reakcji szeregowej kroku

Przeglądaj więcej filmów