Forfattere
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.
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].
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
[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
Mange tenniskampe finder sted i varme omgivelser, når solen skinner. Tennisspillere skal derfor træne i varmen for at lære at præstere under varme forhold. Selvom de måske får rådet til at bære lyst tøj, bærer mange spillere sorte T-shirts under træning og kampe. Denne undersøgelse, der blev gennemført med unge, dygtige tennisspillere, undersøgte, om T-shirtens farve (sort eller hvid) havde nogen indflydelse på spillerne. Under to træningskampe i varmen (32 °C) målte vi luft- og T-shirt-temperaturen, hvor hårdt spillerne følte, at de arbejdede, hvor komfortable de følte sig med omgivelserne, og hvor trætte de følte sig. Resultaterne viste, at når man spiller tennis udendørs i varmen, har T-shirtens farve ingen indflydelse på fysiske faktorer som temperatur. At bære en sort T-shirt kan dog have en negativ indflydelse på mentale faktorer ved at øge atleternes følelse af at arbejde hårdt, træthed og ubehag.
…
Børn har brug for at bevæge sig. Bevægelse af kroppen kaldes også fysisk aktivitet. Fysisk aktive børn har sundere kroppe og sind. Når børn er fysisk aktive, hjælper det deres kroppe og sind med at føle sig godt tilpas. De fleste børn opfylder ikke de nationale anbefalinger for fysisk aktivitet. Skoler er et godt sted at hjælpe børn med at bevæge sig mere. En måde at gøre dette på er at give børnene mulighed for at være fysisk aktive i klasseværelset. Når børn er fysisk aktive i klasseværelset, kaldes det bevægelsesintegration. Når børn sidder for længe, kan de føle sig triste og ensomme, men når lærerne bruger bevægelsesintegration, føler børnene sig gladere og klar til at lære. I denne artikel vil vi tale om, hvorfor bevægelsesintegration er vigtigt, og hvordan det kan hjælpe børn med at klare sig bedre i skolen.
…
Cerebral synshandicap (CVI) er en synsforstyrrelse forårsaget af hjerneskade, der gør det vanskeligt at behandle information fra øjnene. Selvom deres øjne fungerer fint, har børn med CVI ofte svært ved at finde og genkende objekter, især på rodede eller travle steder. Klinikere, såsom øjenspecialister (der studerer øjne og synsfunktioner) og neuropsykologer (der studerer hjernefunktioner), arbejder på at identificere børn med CVI og støtte dem, hvis de har det. En nyttig test er en visuel søgeopgave, der viser, hvordan børn leder efter ting. Hvorfor er det svært for børn med CVI at søge? Videnskabelige forskere bruger værktøjer som øjenregistrering, der viser, hvor børn kigger hen under en søgning, og hjerneafbildning, der hjælper dem med at forstå, hvordan dele af hjernen arbejder sammen. Ved at kombinere klinisk praksis og videnskabelig forskning kan vi bedre forstå, hvordan børn med CVI oplever verden, og finde nye måder at hjælpe dem i dagligdagen.
…
Forestil dig at kunne styre dit yndlingsvideospil ved blot at tænke på det! Det lyder måske som science fiction, men denne utrolige teknologi er ved at blive en realitet takket være hjerne-computer-grænseflader (BCI’er). BCI’er muliggør kommunikation mellem hjernen og et kunstigt apparat. Forestil dig din hjerne som en kraftfuld maskine, der sender elektriske signaler, når du vil gøre noget, f.eks. styre en robotarm med tankerne, efter at du har mistet evnen til at bevæge dine hænder. BCI’er overfører hjernesignaler til en computer, som derefter lærer at forstå disse signaler og oversætte dem til instruktioner, der styrer enheden. I denne artikel udforsker vi en verden, hvor sind og maskiner interagerer, og hvor mulighederne kun er begrænset af vores fantasi.
…