Overview
Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University
Colloquialmente, i termini apprendimento e memoria comprendono una vasta gamma di comportamenti e sistemi mentali, tutto, dall'imparare a legare una scarpa alla padronanza del calcolo (e molto altro). Gli psicologi sperimentali hanno diviso i meccanismi di apprendimento in gruppi che sembrano avere proprietà diverse e che sembrano basarsi su diversi sistemi cerebrali. Una divisione importante è tra memoria dichiarativa e non dichiarativa, approssimativamente, il tipo di cose che una persona può esprimere verbalmente – esplicitamente, come una data di nascita, o ciò che si mangia a pranzo – e cose che non possono esprimere a parole – cose che sanno implicitamente, come come tornare a casa nonostante non conoscano i nomi delle strade, o come capovolgere una frittata.
Nel dominio della memoria non dichiarativa, un tipo cruciale di apprendimento coinvolge l'apprendimento motorio, a volte chiamato anche memoria procedurale. Imparare a guidare un'auto è un buon esempio. All'inizio di solito è arduo e sembra comportare tentativi espliciti di ricordare cosa fare dopo. Alla fine diventa una seconda natura, però, qualcosa che una persona sa come fare - e fa sempre meglio con il tempo - ma che può essere difficile da spiegare a qualcun altro.
Il disegno a specchio è un paradigma di laboratorio comune per indagare l'acquisizione di abilità motorie apprese, il tipo coinvolto nella guida, per esempio. In questo video vengono illustrate le procedure standard per il disegno speculare.
Procedure
1. Design degli stimoli
- Questo esperimento richiede uno specchio che può stare su un tavolo da solo, 2 piedi per 2 piedi (anche se più grande va bene), così come una superficie rigida piatta grande almeno quanto un 8,5 x 11 in un pezzo di carta, che può stare da solo mentre leggermente inclinato. Un pezzo di legno con un supporto o un pezzo di anima in schiuma è buono. Lo chiameremo l'occlusore. L'esperimento richiede anche una matita.
- Posiziona lo specchio a circa 12 dal bordo di un tavolo, in posizione verticale. Posizionare l'occlusore in modo che si trova a circa 6 pollici dal bordo del tavolo, occludendo la vista dello spazio tra la tabella e lo schermo.
- Stampare diversi pezzi di carta bianca con una grande stella su di esso e una stella leggermente più piccola all'interno di quella più grande (vedi Figura 1).
Figura 1: Stimolo stellare da utilizzare nel disegno a specchio. Il compito del partecipante sarà quello di tracciare la stella, cercando di rimanere entro il confine dei due contorni. - Posiziona la carta con la stella su di essa tra l'occlusore e lo specchio.
2. Esecuzione dell'esperimento
- Istruisci i partecipanti a posizionare la punta della matita verso il basso in qualsiasi punto della stella, tra i due confini. Senza sollevare la matita, dovrebbero tracciare intorno alla stella, tornando completamente in giro mentre cercano di rimanere all'interno dei confini. Conta il numero di volte in cui attraversano un confine come errori.
- Dopo ogni sessione, concedi al partecipante una pausa per almeno 10 minuti.
- Etichettare ogni pezzo di carta con il numero di sessione(ad esempio,Giorno 1, Sessione 1).
3. Analisi
- Registrare il numero di volte in cui il partecipante ha attraversato i confini in ogni sessione sperimentale. Generalmente, il numero di errori diminuirà nel tempo, riflettendo l'apprendimento motorio.
Lo studio dell'apprendimento motorio consente l'indagine e una migliore comprensione dei meccanismi cognitivi distinti. Ad esempio, il processo di acquisizione di una nuova abilità motoria, come la guida, all'inizio sembra arduo, ma alla fine si trasforma in una seconda natura.
Gli psicologi sperimentali dividono i processi di apprendimento e memoria in sottotipi associati a diversi sistemi cerebrali.
Questi sottotipi distinguono tra la conoscenza dei fatti e il sapere come fare qualcosa. La memoria esplicita o dichiarativa comprende informazioni fattuali, come una data di nascita o ciò che si mangiava a pranzo. La memoria implicita o procedurale include cose che una persona non riesce a esprimere a parole, come come tornare a casa nonostante non conosca i nomi delle strade o come pattinare.
All'interno del dominio della memoria implicita si trovano le memorie motorie. Tali ricordi richiedono l'apprendimento motorio per verificarsi. Imparare a camminare su una trave di equilibrio è un buon esempio.
Utilizzando il paradigma del disegno a specchio comunemente impiegato, questo video dimostra come impostare ed eseguire uno studio per indagare l'acquisizione di abilità motorie, nonché come analizzare e interpretare i dati.
Un esperimento di disegno a specchio richiede una matita, uno specchio con dimensioni di circa 12 pollici per 8 pollici e che può stare in piedi da solo, e un occludio in legno, schiuma o cartone che può anche stare in piedi indipendentemente. L'occlusore blocca la visualizzazione diretta del tavolo, richiedendo al partecipante di utilizzare lo specchio per vedere.
Posiziona lo specchio a circa 12 pollici dal bordo di un tavolo, in posizione verticale. Quindi, posizionare l'occlusore a circa 6 pollici dal bordo del tavolo, assicurandosi che la vista dello spazio di fronte allo specchio sia bloccata.
Una componente chiave di questo esperimento è lo stimolo, che è una grande forma di stella con una più piccola al suo interno. Non importa quale sia la forma, lo stimolo consisterà sempre in un percorso che il partecipante può tracciare.
Come ultimo passo prima dell'arrivo del partecipante, etichettare il foglio con il numero di sessione e posizionarlo nello spazio sul tavolo tra l'occlusore e lo specchio.
Durante ogni sessione di test, siediti il partecipante al tavolo di fronte all'occlusore. Informalo che lui o lei sarà testato in più sessioni con pause di riposo nel mezzo.
Ora istruisci il partecipante a posizionare la punta della matita verso il basso in qualsiasi punto della stella, tra i due confini. Senza sollevare la matita, fagli tracciare la stella, tornando completamente in giro e cercando di rimanere entro i confini.
Dopo ogni sessione, concedi al partecipante una pausa per almeno 10 minuti.
L'analisi per il disegno a specchio comporta il conteggio del numero di volte in cui il partecipante ha attraversato i confini in ogni sessione sperimentale.
Gli errori conteggiati vengono quindi rappresentati graficamente tracciando il numero di errori in una sessione in funzione del numero di sessione.
Per questo partecipante, le prestazioni complessive o l'accuratezza nel tracciamento sono migliorate nel tempo. Due linee di prova suggeriscono che l'apprendimento motorio si è verificato.
In primo luogo, nella sessione successiva alla lunga pausa di 2 ore, il partecipante ha commesso meno errori rispetto alla prima sessione della giornata. Questo effetto di risparmio suggerisce la conservazione di ciò che è stato appreso prima della pausa.
In secondo luogo, il tasso di miglioramento - la pendenza della curva - era più ripido dopo la pausa di 2 ore. Tali pendenze suggeriscono che il partecipante ha imparato più rapidamente, dato che l'apprendimento aveva precedentemente avuto luogo.
Ora che hai familiarità con la creazione di un esperimento di disegno a specchio, diamo un'occhiata a come gli psicologi sperimentali usano la tecnica per indagare i meccanismi che coinvolgono l'apprendimento motorio.
Ad esempio, i ricercatori usano il disegno a specchio per studiare l'impatto del sonno sull'apprendimento motorio. Un esperimento ha confrontato un gruppo di partecipanti che ha fatto un pisolino tra le sessioni contro un altro gruppo che non ha dormito durante le pause tra le sessioni.
Una diminuzione del numero di errori per il gruppo di pisolino ha indicato che il sonno promuove la ritenzione delle capacità motorie apprese di recente, nonché un maggiore tasso di miglioramento.
Forse l'applicazione più famosa del disegno a specchio riguarda il caso del paziente Henry Gustav Molaison (H.M.) che ha rimosso la maggior parte del suo ippocampo, una regione del cervello importante per la formazione di nuovi ricordi, al fine di prevenire convulsioni potenzialmente letali.
Fortunatamente, l'intervento ha funzionato e le sue convulsioni si sono placate. Sfortunatamente, H.M. soffrì di una grave amnesia anterograda che lo rendeva incapace di formare nuovi ricordi espliciti.
Sorprendentemente, quando si è trattato di disegnare a specchio, H.M. si è comportato proprio come tutti gli altri: ha mostrato miglioramenti mantenuti e miglioramenti più rapidi nei giorni di test successivi. Questo famoso studio ha portato al riconoscimento di una distinzione tra memoria esplicita e implicita e dei sistemi cerebrali che li supportano.
Hai appena visto l'introduzione di JoVE al disegno a specchio. Ora dovresti avere una buona comprensione di come impostare ed eseguire un esperimento, oltre ad analizzare e valutare i risultati.
Grazie per l'attenzione!
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Results
I risultati sono rappresentati graficamente tracciando il numero di errori in una sessione in funzione della sequenza (Figura 2). Si noti che le prestazioni sono migliorate nel tempo. Questa è la prova dell'apprendimento motorio in atto. La prova più forte è nelle sessioni successive alla lunga pausa. Qui, il punto di partenza del partecipante è migliore del loro punto di partenza prima della pausa. In altre parole, hanno conservato ciò che hanno imparato, piuttosto che dimenticarlo. In secondo luogo, il tasso di miglioramento – la pendenza della curva – è più ripido dopo la pausa. Il partecipante impara più rapidamente, grazie all'apprendimento che ha già avuto luogo.
Figura 2: Errori di disegno speculare in funzione del numero di sessione. In questa versione dell'esperimento, il partecipante ha ricevuto una lunga pausa di 2 ore tra le sessioni 5 e 6, invece della solita pausa di 10 minuti tra le altre sessioni.
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Applications and Summary
Il disegno a specchio ha molte applicazioni per indagare i meccanismi dell'apprendimento motorio. Ad esempio, se un ricercatore volesse indagare se il sonno supporta l'apprendimento motorio, potrebbe confrontare un gruppo di partecipanti che completano blocchi di sessioni di disegno a specchio, separati da un pisolino, con un altro gruppo per il quale le sessioni sono separate da una pausa senza dormire. Se il gruppo del pisolino ha mostrato meno errori nella prima sessione dopo la pausa rispetto al gruppo no-nap, suggerirebbe che il pisolino promuove il mantenimento delle capacità motorie apprese di recente. Una conclusione simile potrebbe essere raggiunta se il gruppo del pisolino mostrasse un maggiore tasso di miglioramento dopo il pisolino rispetto al gruppo senza il pisolino.
Forse l'applicazione più famosa del disegno a specchio è nel caso del paziente Henry Gustav Molaison (H.M.). I chirurghi hanno rimosso la maggior parte dell'ippocampo di H.M. al fine di prevenire convulsioni potenzialmente letali. Fortunatamente, l'intervento ha funzionato e le sue convulsioni si sono placate.
L'ippocampo è ora noto per svolgere un ruolo cruciale nella formazione di nuovi ricordi, e H.M. ha sofferto di grave amnesia anterograda. Non era in grado di formare nuovi ricordi espliciti. Non riusciva a ricordare eventi che si sono verificati pochi istanti fa, come un medico che aveva appena visitato la sua stanza d'ospedale. Sorprendentemente, quando si è trattato di disegno a specchio, H.M. si è comportato proprio come tutti gli altri: è migliorato e ha mostrato miglioramenti mantenuti e miglioramenti più rapidi nei giorni di test successivi. Questo famoso studio, condotto dalla psicologa Brenda Milner, ha portato in molti modi al riconoscimento di una distinzione tra memoria esplicita e implicita e i meccanismi cerebrali che li supportano. Ad esempio, esperimenti di follow-up con pazienti affetti dal morbo di Alzheimer – che tende ad avere i suoi primi e più gravi effetti nell'ippocampo – hanno suggerito che, come H.M., spesso possiedono una capacità preservata per l'apprendimento motorio, nonostante la compromissione della memoria dilagante in generale.
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