fbpx
Søg
Close this search box.

Hvordan lærer vi dygtige bevægelser?

Forfattere

Anisha Chandy, Jonathan Tsay, Rich Ivry

Alle atleter var nybegyndere på et tidspunkt i deres liv, selv olympiske guldmedaljevindere og verdensmestre. De har trænet i årevis for at blive konkurrencedygtige og endnu længere for at blive eliteudøvere. Denne forvandling fra novice til ekspert kræver motorisk læring, som er den proces, hvor man tilegner sig og forfiner motoriske (bevægelsesmæssige) færdigheder. Inspireret af den observation, at motoriske færdigheder udvikler sig fra at være anstrengende til ubesværede, har psykologer opdelt motorisk læring i tre separate stadier: det kognitive stadie, hvor vi indsamler information om de handlinger, der er nødvendige for at udføre en færdighed; det associative stadie, hvor vi forfiner vores bevægelser; og det autonome stadie, hvor vores bevægelser bliver glatte og automatiske. Her vil vi undersøge, hvordan en fiktiv ung atlet, Amy, udvikler sig gennem disse tre stadier og bruger forskellige dele af sin hjerne til at gøre overgangen fra nybegynder til ekspert.

Introduktion

Hvordan går du over gaden eller løfter din tunge rygsæk? Hvordan kommer du ud af sengen eller åbner en bildør? Det er forbløffende, hvordan vi kan bevæge og koordinere så mange forskellige muskler på samme tid med så lille en indsats. Men ikke alle bevægelser er ens. Der er store bevægelser, som involverer kroppens største muskler, som bicepsmusklerne, der hjælper dig med at kaste, eller quadricepsmusklerne, der hjælper dig med at gå. Der er også mindre muskler til at kontrollere fingrene, som er vigtige for fine og præcise bevægelser, som dem, der er nødvendige for at spille klaver eller bruge en blyant.

Hvordan tilegner vi os nye bevægelser og finjusterer gamle? Det gør vi gennem processen med at lære og forfine motoriske færdigheder. Inspireret af observationen af, at motoriske færdigheder udvikler sig fra at være anstrengende til ubesværede, foreslog Fitts og Posner en model, der opdeler motorisk læring i tre stadier: det kognitive stadie, det associative stadie og det autonome stadie [1]. I det kognitive stadie I det kognitive stadie er vi afhængige af kognition, eller bearbejdning af ny information, for at afgøre, hvilke trin der er nødvendige for at udføre en bevægelse præcist. I det associative stadie I det autonome stadie, hvor frisbee’en kastes, forfines vores bevægelser af feedback fra omgivelserne (f.eks. hvor langt frisbee’en misser et mål) og feedback fra vores kroppe (f.eks. om frisbee’en blev kastet med den rette teknik og kropsholdning). I det autonome stadie bliver vores bevægelser automatiske og fejlfrit udført, uden at vi egentlig behøver at tænke over dem. For at illustrere disse tre stadier af motorisk læring, lad os undersøge, hvordan en fiktiv ung atlet ved navn Amy lærte at spille frisbee [2].

Det kognitive stadie

Amys motoriske læringsrejse begyndte med det kognitive stadie, hvor Amy brugte meget tid på at prøve at forstå, hvordan frisbee-spillet fungerer, og hvilke typer bevægelser der kræves. Hun konsulterede bøger og instruktionsvideoer for at finde ud af alle de fysiske bevægelser, der var nødvendige for at kaste frisbeen, og forsøgte at absorbere alle disse nye oplysninger så hurtigt som muligt. For eksempel indså Amy, at hun skulle gribe frisbeen med pegefingeren og tommelfingeren, krumme håndleddet ind mod kroppen og slippe frisbeen, mens hun roterede skulderen på tværs af kroppen.

Amys første par forsøg var helt ved siden af. Frisbeen snurrede knap nok rundt. Selv den næste dag kom frisbeen ud af kontrol og fløj lige ind i buskene. Hendes frisbee-kast manglede konsistens, hvilket er almindeligt i det kognitive stadie. På trods af sin frustration fortsatte Amy med at øve den sekvens af bevægelser, der kræves for et vellykket kast.

Det associative stadie

Efter et par ugers træning blev Amy flydende i det grundlæggende frisbeekast. Hendes forbedringer var store, men hendes kast var langt fra perfekt. Amy gik derefter ind i den associative fase af motorisk læring. Hun gik fra at lære, hvilke bevægelser hun skulle udføre, til at finjustere, hvordan disse bevægelser skulle udføres. Gennem trial-and-error blev Amy mere præcis ved at stramme sit greb og inkludere en follow-through efter sit kast. Amys bevægelser blev mere konsekvente og raffinerede på en stabil måde, hvor hun stolede mindre på sin viden om frisbee og mere på sin sensoriske feedback som proprioception som er bevidstheden om, hvor kroppen er i rummet.

Den autonome fase

Efter mange års kontinuerlig træning er Amy blevet ekspert og kaptajn på sit frisbee-hold. Amy er nu i den autonome fase af motorisk læring, hvor hun kaster en frisbee hurtigt og præcist over hele banen. Hendes bevægelser er blevet ubesværede, automatiske og til tider endda uden for hendes bevidsthed. Hendes indlæring er dog begyndt at stagnere med minimal forbedring, selv med længere tids øvelse (figur 1).

Figur 1: De forskellige stadier af motorisk læring. (A) I det kognitive stadie lærer Amy at kaste en frisbee ud fra instruktionsmanualer og videoer. (B) I det associative stadie fortsætter Amy med at lære gennem trial-and-error over mange måneders øvelse. (C) I det autonome stadie er Amys kast blevet automatisk og ubesværet, hvilket gør det muligt for hende at vinde førstepladsen i nationen. (D) Amys frisbee-evner forbedres hurtigt i det kognitive stadie, gradvist i det associative stadie og når et plateau i det autonome stadie.

Glemsel og erindring

Hvis Amy holder op med at øve sig i lang tid, glemmer hun måske noget af det, hun har lært. Men færdigheder, der er godt indøvede og automatiske, glemmes langsommere end færdigheder, der er mindre forankrede i hukommelsen. Hvis Amy samler en frisbee op efter ikke at have spillet i et stykke tid, kan hun i starten føle sig “rusten” eller klodset, fordi hun har glemt disse motoriske minder. Men hun vil være i stand til at genlære frisbee-færdigheder hurtigere, end da hun lærte dem for første gang. For eksempel vil det være meget hurtigere at genlære at cykle efter mange år, hvor man ikke har cyklet, end at lære at cykle for første gang.

Hjernens rolle i motorisk læring

Hjernen er opdelt i mange regioner, og disse regioner udfører specialiserede funktioner, der tilsammen gjorde det muligt for Amy at lære at kaste en frisbee (figur 2). Der er tre hjerneområder, som ser ud til at være afgørende for motorisk læring: hippocampus, cerebellum og motorisk cortex [3]. Den hippocampus menes at lagre nye erindringer og er afgørende for at huske de nødvendige trin i et frisbeekast under den kognitive indlæringsfase.  lillehjernen menes at hjælpe med at forfine frisbee-kastet ved hjælp af visuel feedback og proprioception, og det er især vigtigt for indlæring via trial-and-error i den associative fase af indlæringen. Endelig er der motorisk cortex hjælper med at koordinere retningen og kraften i et frisbee-kast ved at videresende information fra hjernen til musklerne på en automatisk måde. Efterhånden som disse hjerneområder (og mange andre) bliver mere synkroniserede, vil Amys frisbeekast blive mindre anstrengende og mere automatisk i den sidste, selvstændige fase af indlæringen.

Figur 2: Hjernens rolle i motorisk læring. Der er tre hovedområder i hjernen, der er forbundet med motorisk læring. Hippocampus lagrer minder om den motoriske færdighed, lillehjernen hjælper med at justere bevægelser gennem trial-and-error, og den motoriske cortex koordinerer bevægelsens retning og kraft. Figuren viser venstre side af hjernen.

Konklusion

Dygtige bevægelser, som at kaste en frisbee, udvikler sig gennem forskellige stadier af læring og rekrutterer mange hjerneområder og muskelgrupper. Næste gang du begynder på en ny sport eller færdighed, så læg mærke til, hvordan du bevæger dig gennem de tre stadier af motorisk læring: det kognitive stadie, hvor store forbedringer i færdighed opstår fra instruktion og demonstration; det associative stadie, hvor bevægelser gradvist raffineres gennem trial-and-error; og det autonome stadie, hvor bevægelser, der engang var anstrengende, bliver automatiske og ubesværede. Fitts’ og Posners model har ikke kun hjulpet os med at forstå grundlaget for motorisk læring, men har også gjort sportstræning for atleter og fysisk genoptræning for patienter så meget mere effektiv.

Ordliste

Motoriske færdigheder: Evnen til at lave en bestemt bevægelse, som at sparke til en bold eller binde et snørebånd.

Kognitivt stadie: Det stadie, hvor betydelige forbedringer i færdigheder opstår som følge af instruktion og demonstration.

Associativt stadie: Det stadie, hvor bevægelser hele tiden forfines gennem trial-and-error.

Autonomt stadie: Det stadie, hvor bevægelser bliver automatiske og ubesværede.

Proprioception: Bevidstheden om, hvor kroppen er placeret i rummet; kropsbevidsthed.

Hippocampus: Det område i hjernen, der er forbundet med at danne og lagre nye minder.

Cerebellum: Den del af hjernen, der er ansvarlig for at opretholde kropsholdningen og integrere signaler fra omgivelserne og kroppen for at gøre bevægelserne mere præcise og effektive.

Motorisk cortex: Det område i hjernen, der koordinerer forskellige muskler og specifikke bevægelsessekvenser.

Information om artiklen

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.

[1] Fitts, P. M., og Posner, M. I. 1967. Human Performance. Belmont, CA: Brooks/Cole Publishing.

[2] Lift, A. R., og Buitrago, M. M. 2005. Stadier af læring af motoriske færdigheder. Mol. Neurobiol. 32:205-16. doi: 10.1385/MN:32:3:205

[3] Thompson, R. F. 1986. Indlæringens og hukommelsens neurobiologi. Science. 233:941-7. doi: 10.1126/science.3738519

Chandy A, Tsay J og Ivry R (2022) Hvordan lærer vi dygtige bevægelser? Front. Young Minds. 10:676806. doi: 10.3389/frym.2022.676806
Vaithehy Shanmuganathan-Felton
Indsendt: 6. marts 2021; Accepteret: 26. april 2022; Offentliggjort online: 19. maj 2022.
Copyright © 2022 Chandy, Tsay og Ivry

Læs videre

Vores fantastiske hjerner giver os mulighed for at gøre utrolige ting, men alligevel er de stadig mystiske på mange måder. Forskere har opdaget nogle situationer, hvor hjernen kan “narres”, og denne indsigt i hjernens indre arbejde har ført til nogle spændende nye teknologier, herunder virtual reality (VR). Ud over sin velkendte rolle inden for spil og underholdning har VR nogle fantastiske anvendelsesmuligheder inden for medicin. VR kan hjælpe patienter med at håndtere smerter, og det kan også hjælpe kirurger med at øve delikate procedurer og vejlede dem under operationer. Andre fremskridt kaldet hjerne-maskine-grænseflader kan lytte til hjernens snak og oversætte tanker til kommandoer til computere eller endda robotlemmer, hvilket i høj grad kan forbedre livet for mennesker med visse handicap. I denne artikel vil vi forklare, hvordan forskere bruger resultater fra banebrydende hjerneforskning til at producere spændende nye teknologier, der kan helbrede eller endda forbedre hjernens funktioner.

Dette studie undersøger, hvordan opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD) påvirker gravide kvinder med fokus på, hvad det betyder for deres helbred. Forskningen er rettet mod unge og teenagere og hjælper med at forklare komplekse videnskabelige ideer på en måde, der er let at forstå. Den starter med at forklare, hvad ADHD er: en almindelig tilstand, der begynder i barndommen og kan fortsætte ind i voksenalderen. Derefter ser forskningen på de specifikke problemer, som kvinder med ADHD kan have, når de er gravide, f.eks. en højere risiko for depression, angst og komplikationer under graviditeten. Ved at undersøge detaljerede sundhedsjournaler fra mange forskellige kilder og sammenligne erfaringerne fra gravide kvinder med og uden ADHD finder undersøgelsen, at kvinder med ADHD er mere tilbøjelige til at få alvorlige helbredsproblemer, når de er gravide. Den viser dog også, at de, der tager ADHD-medicin, mens de er gravide, kan opleve et fald i disse helbredsproblemer, hvilket understreger vigtigheden af sikker brug af medicin. Undersøgelsen slutter med et råd til teenagere: Tal åbent med lægen, og træf informerede sundhedsvalg under graviditeten.

Alle får influenza eller forkølelse fra tid til anden. Vi designede et eksperiment for at undersøge, hvordan det påvirker hjernen at være syg oftere. For at gøre det brugte vi et stykke af en bakterie til at få voksne hanmus til at opleve symptomer på sygdom. Vi gav musene dette stof fem gange i alt. Musene fik det bedre i løbet af et par dage og holdt to ugers pause mellem eksponeringerne. Derefter målte vi, hvordan musene lærte og huskede ny information, og hvor godt deres hjerneceller arbejdede for at hjælpe dem med at lære. Vores eksperimenter tyder på, at sygdom ofte forstyrrer kommunikationen mellem hjernecellerne, så musene får problemer med at lære og huske. Vores data kan hjælpe læger med at forudsige, hvilke patienter der kan få hukommelsesproblemer, når de bliver ældre. Vores undersøgelse viser også, hvor vigtigt det er at holde sig så sund som muligt og tage skridt til at beskytte os selv og andre, når vi bliver syge.

Vidste du, at dine celler kan fortælle, hvad klokken er? Hver eneste celle i din krop har sit helt eget ur. Disse ure er ulig alle andre. Der er ingen tandhjul eller gear. Tiden indstilles af jordens rotation, så vores kroppe er perfekt afstemt med nat og dag. Selv om du måske ikke engang er klar over deres eksistens, styrer disse ure mange aspekter af dit liv. Fra hvornår du spiser og sover til din evne til at koncentrere dig eller løbe hurtigt – urene styrer det hele. Hvordan fungerer disse ure, og hvordan fortæller de tiden? Hvad sker der med vores ure, hvis vi ser tv sent om aftenen eller flyver til den anden side af jorden? Denne artikel undersøger disse spørgsmål og forklarer de videnskabelige opdagelser, der har hjulpet os med at forstå svarene.

Tak for din tilmelding.

Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.

Med venlig hilsen
MiLife