Motorinė žievė yra žinduolių smegenų dalis ir yra žinoma, kad ji palaiko savanoriškų kūno judesių planavimą ir kontrolę. Tačiau kai kurie ankstesni neurologijos tyrimai parodė, kad motorinė žievė gali būti nereikalinga kai kuriems išmoktiems įgūdžiams ir motorinėms sekoms įgyvendinti, todėl kyla klausimas, kada ir kaip ji įdarbinama.
Norėdami išspręsti šį klausimą, Harvardo universiteto mokslininkai neseniai atliko tyrimą su žiurkėmis. Jų darbas, paskelbtas m Gamtos neuromokslairodo, kad motorinės žievės įtraukimas į motorinės sekos vykdymą priklauso nuo to, kiek tam tikrai užduočiai reikia lankstumo.
„Anksčiau mes nustatėme, kad motorinė žievė nėra būtina norint sukurti labai automatizuotus išmoktus įgūdžius ar motorines sekas,” Bence P. Ölveczky, vyresnysis šio straipsnio autorius, pasakojo „Medical Xpress“.
„Tai buvo nukrypimas nuo bendros išminties, kuri manė, kad išmokti motoriniai įgūdžiai yra saugomi motorinėje žievėje. Tačiau jei taip yra, kada motorinė žievė reikalinga motorinėms sekoms generuoti?”
Remdamiesi savo ankstesniais tyrimais, mokslininkai nusprendė ištirti, ar ir kaip motorinė žievė dalyvauja kuriant sekas, reaguojant į jutimo signalus. Jie iškėlė hipotezę, kad šis smegenų regionas perduoda informaciją, apdorotą žievės grandinėse (pvz., tam tikro dirgiklio reikšmę) į subkortikinius smegenų motorinius centrus.
Norėdami patikrinti šią hipotezę, Ölveczky ir jo kolegos atliko keletą eksperimentų, kuriuose dalyvavo suaugusios žiurkės. Šios žiurkės buvo išmokytos „žaisti” mažas fortepijonas su tik trimis klavišais, sukuriantis trijų natų sekas.
„Buvo du kontekstai: viename kontekste žiurkės turėjo atlikti tik vieną konkrečią seką,” paaiškino Ölveczky. „Tai tolygu savaitėms ir mėnesiams mokantis ir persitreniruojant prie vieno fortepijono kūrinio. Jūs tampate tikrai geras arba „automatinis“, kaip mes tai vadiname.”
Antroje eksperimentinėje sąlygoje žiurkės vis dar buvo mokomos šios sekos, tačiau jos išmoko generuoti kitas trijų elementų sekas, kurios keitėsi su kiekvienu bandymu. Šios sekos priklausė nuo žiurkėms pateiktų pamokančių užuominų, kurias jos anksčiau išmoko interpretuoti.
„Analogija čia yra fortepijonui, kuris skaito natas ir kuria veiksmų sekas pagal užuominas (ty muzikines natas lape), kurias išmoko interpretuoti.” pasakė Ölveczky.
„Tada mes pažeidėme motorinę žievę ir nustatėme, kad gyvūnai, išmokę atskiras pertreniruotas sekas, nebuvo paveikti, o žiurkės, kurios turėjo interpretuoti užuominas, kad gautų teisingą seką, buvo labai paveiktos.”
Šie eksperimentai davė įvairių įdomių įžvalgų. Pirma, mokslininkai išsiaiškino, kad žiurkės, neturinčios motorinės žievės, vis tiek gali žaisti seką, pagal kurią buvo perpratusios.
Tai patvirtino ankstesnes komandos išvadas, kurios rodo, kad motorinių sekų, kurios buvo plačiai praktikuojamos ir todėl tapo automatinės, vykdymo nepalaiko motorinė žievė. Priešingai, motorinė žievė palaiko galimybę generuoti naujas sekas, reaguojant į konkrečias užuominas, kuriai reikia didesnio lankstumo.
Įdomu tai, kad tyrėjai išsiaiškino, kad pertreniruota seka, kuri buvo nepriklausoma nuo motorinės žievės, kai buvo treniruojama atskirai, tapo priklausoma nuo motorinės žievės, kai buvo treniruojama kartu su lankstesnėmis sekomis.
„Siekiant išlaikyti pianisto analogiją, tai yra atvejis, kai ryte (per)treniruojate vieną kūrinį, kurį grosite koncertui, bet vakare taip pat grojate skirtingas melodijas iš natų,” pasakė Ölveczky. „Tai mums įdomu, nes rodo, kad tas pats elgesys gali būti įgyvendintas skirtingose smegenų grandinėse, priklausomai nuo to, kaip jis išmokstamas.”
Iš esmės mokslininkai nustatė, kad jei seka išmokstama kartu su kitomis ir palaikoma tais pačiais judesiais, ji tampa priklausoma nuo motorinės žievės. Nepaisant to, jei specializuoti judesiai, naudojami tam tikrai sekai išmokti, nėra pakartotinai naudojami kituose kontekstuose, atrodo, kad smegenys sutvirtina šį elgesį subkortikinėse grandinėse.
„Mes tikime, kad tai įmanoma, nes įprotis ir labai stereotipinis elgesys gali būti vienareikšmiškai apibrėžtas atsižvelgiant į ankstesnį elgesį,” pasakė Ölveczky.
„Viskas, ką smegenys turi padaryti, tai susieti praeities veiksmus su būsimais veiksmais. Tačiau jei praeities ir būsimų veiksmų susiejimas yra dviprasmiškas ir priklauso nuo aplinkos užuominų, tada įsitraukia žievė. Tai turi įtakos tam, kaip mes praktikuojamės ir mokomės savo įgūdžių.”
Neseniai atliktas Ölveczky ir jo kolegų tyrimas suteikia vertingų įžvalgų, kurios galėtų būti naudingos būsimiems mokymosi metodams. Konkrečiai, tai rodo, kad pervargimas pagal vieną motorinę seką gali neleisti besimokantiesiems pakartotinai panaudoti išmoktus judesius kituose kontekstuose ir sukurti skirtingą elgesį.
„Šio nelankstumo išvengimas gali būti priežastis, kodėl geri fortepijono mokytojai niekada neprivers jūsų kartoti to paties kūrinio, o įterpdami kitus pratimus, pvz., gamas ir etiudus,” pridūrė Ölveczky. „Kituose mūsų tyrimuose norime toliau tirti logiką, kaip neuroninės grandinės generuoja išmoktus įgūdžius skirtingomis sąlygomis.”