استراحت های کوتاه و یادگیری مهارت های جدید

در مطالعه ای بر روی داوطلبان سالم، محققان مؤسسه ملی سلامت، فعالیت مغزی را ترسیم کرده اند که هنگام یادگیری یک مهارت جدید، مانند نواختن یک آهنگ جدید با پیانو، جریان می یابد و کشف کرده اند که چرا استراحت های کوتاه از تمرین کلید یادگیری است. . محققان دریافتند که در طول استراحت، مغز داوطلبان به‌سرعت و مکرراً نسخه‌های سریع‌تری از فعالیت‌های مشاهده شده را در حین تمرین تایپ کد تکرار می‌کند. هرچه یک داوطلب بیشتر فعالیت را تکرار کند، در جلسات تمرین بعدی بهتر عمل می‌کند، که نشان می‌دهد استراحت باعث تقویت حافظه می‌شود.

“نتایج ما از این ایده حمایت می کند که استراحت بیدار به همان اندازه نقش مهمی در یادگیری یک مهارت جدید ایفا می کند. لئوناردو جی. کوهن، محقق ارشد در موسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی NIH و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: به نظر می رسد این دوره زمانی است که مغز ما خاطرات آنچه را که به تازگی تمرین کرده ایم فشرده و تثبیت می کند. منتشر شده در Cell Reports. “درک این نقش بازپخش عصبی نه تنها ممکن است به شکل گیری نحوه یادگیری مهارت های جدید کمک کند، بلکه به بیماران کمک می کند تا مهارت های از دست رفته پس از آسیب های عصبی مانند سکته را بازیابی کنند.”

این مطالعه در مرکز بالینی NIH انجام شد . تیم دکتر کوهن از یک تکنیک اسکن بسیار حساس به نام مگنتوآنسفالوگرافی برای ثبت امواج مغزی ۳۳ داوطلب سالم و راست دست استفاده کردند که در حال یادگیری تایپ یک کد آزمایشی پنج رقمی با دست چپ بودند. آزمودنی‌ها روی یک صندلی و زیر کلاه بلند و مخروطی شکل اسکنر می‌نشستند. آزمایش زمانی شروع شد که به یک آزمودنی کد “۴۱۲۳۴” را روی صفحه نمایش داده شد و از آن خواسته شد تا هر چند بار که ممکن است آن را به مدت ۱۰ ثانیه تایپ کند و سپس ۱۰ ثانیه استراحت کند. از آزمودنی ها خواسته شد تا این چرخه تمرین متناوب و جلسات استراحت را در مجموع ۳۵ بار تکرار کنند.

در طول چند آزمایش اول، سرعتی که آزمودنی ها به درستی کد را تایپ کردند، به طرز چشمگیری بهبود یافت و سپس در حدود سیکل یازدهم کاهش یافت. تیم دکتر کوهن در مطالعه قبلی که توسط دکتر مارلین بونستراپ، دانشجوی فوق‌دکتری سابق NIH هدایت شد، نشان داد که بیشتر این دستاوردها در زمان استراحت کوتاه اتفاق می‌افتد و نه زمانی که آزمودنی‌ها در حال تایپ کردن بودند. علاوه بر این، افزایش بیشتر از دستاوردهای بعد از خواب شبانه بود و با کاهش اندازه امواج مغزی مرتبط بود که به آن ریتم بتا می‌گویند. در این گزارش جدید، محققان به دنبال چیزی متفاوت در امواج مغزی این افراد بودند.

ما می‌خواستیم مکانیسم‌های تقویت حافظه را که در هنگام استراحت بیدار دیده می‌شود، بررسی کنیم. به نظر می رسد که چندین شکل از حافظه به بازپخش فعالیت عصبی متکی هستند، بنابراین تصمیم گرفتیم این ایده را برای یادگیری مهارت رویه ای آزمایش کنیم.» مطالعه.

برای انجام این کار، لئوناردو کلودینو، دکترای فوق دکتری سابق در آزمایشگاه دکتر کوهن، به دکتر بوچ کمک کرد تا یک برنامه کامپیوتری ایجاد کند که به تیم اجازه می‌دهد فعالیت امواج مغزی مرتبط با تایپ هر عدد در کد آزمون را رمزگشایی کند.

این برنامه به آنها کمک کرد تا کشف کنند که یک نسخه بسیار سریعتر – حدود ۲۰ برابر سریعتر – از فعالیت مغزی که در حین تایپ مشاهده می شود در طول دوره های استراحت دوباره پخش می شود. در طول یازده آزمایش تمرینی اول، این نسخه های فشرده از فعالیت بارها – حدود ۲۵ بار – در هر دوره استراحت تکرار شدند. این دو تا سه برابر بیشتر از فعالیتی بود که در دوره‌های استراحت بعدی یا پس از پایان آزمایش‌ها مشاهده می‌شد.

جالب توجه است که آنها دریافتند که دفعات تکرار در هنگام استراحت، تقویت حافظه را پیش بینی می کند. به عبارت دیگر، آزمودنی‌هایی که مغزشان فعالیت تایپ را دوباره پخش می‌کرد، اغلب پس از هر آزمایش، جهش‌های بیشتری در عملکردشان نسبت به افرادی که کمتر آن را تکرار می‌کردند، نشان دادند.

دکتر بوچ گفت: «در طول بخش اولیه منحنی یادگیری، دیدیم که پخش مجدد استراحت بیدار در زمان فشرده شده، مکرر، و پیش بینی خوبی برای تغییرپذیری در یادگیری یک مهارت جدید در بین افراد است. این نشان می دهد که مغز در طول استراحت بیدار، خاطرات مورد نیاز برای یادگیری یک مهارت جدید را به هم متصل می کند.

همانطور که انتظار می رفت، تیم دریافتند که فعالیت بازپخش اغلب در نواحی حسی حرکتی مغز که مسئول کنترل حرکات هستند، اتفاق می افتد. با این حال، آنها همچنین شاهد فعالیت در سایر مناطق مغز، یعنی هیپوکامپ و قشر آنتورینال بودند.

ما از این آخرین نتایج کمی شگفت زده شدیم. به طور سنتی، تصور می شد که هیپوکامپ و قشر آنتورینال ممکن است چنین نقش اساسی در حافظه رویه ای نداشته باشند. در مقابل، نتایج ما نشان می‌دهد که این نواحی هنگام یادگیری این نوع مهارت‌ها به سرعت با قشر حسی حرکتی صحبت می‌کنند.» به طور کلی، نتایج ما از این ایده پشتیبانی می‌کند که دستکاری فعالیت‌های تکراری در طول استراحت بیداری ممکن است ابزار قدرتمندی باشد که محققان می‌توانند از آن برای کمک به افراد برای یادگیری سریع‌تر مهارت‌های جدید و احتمالاً تسهیل توانبخشی ناشی از سکته استفاده کنند.

این مطالعه توسط برنامه تحقیقات درون دانشگاهی NIH در NINDS پشتیبانی شد.

NINDS  تامین کننده اصلی تحقیقات در مورد مغز و سیستم عصبی در کشور است. ماموریت NINDS جستجوی دانش اساسی در مورد مغز و سیستم عصبی و استفاده از آن دانش برای کاهش بار بیماری های عصبی است.

درباره مؤسسه ملی بهداشت (NIH): NIH، آژانس تحقیقات پزشکی کشور، شامل ۲۷ مؤسسه و مرکز است و بخشی از وزارت بهداشت و خدمات انسانی ایالات متحده است. NIH اولین آژانس فدرال است که تحقیقات پزشکی پایه، بالینی و ترجمه را انجام و پشتیبانی می کند و در حال بررسی علل، درمان ها و درمان بیماری های شایع و نادر است. برای اطلاعات بیشتر در مورد NIH و برنامه های آن، به www.nih.gov مراجعه کنید .

NIH…تبدیل اکتشاف به سلامت ®