Beyin Stimülasyonu, Yaşlılıkta Motor Beceri Öğrenmesini İyileştirir

Özet: Motor kortekse uygulanan anodal transkraniyal doğru akım stimülasyonu, yeni motor becerilerin öğrenilmesinde yaşa bağlı bozuklukların iyileştirilmesine yardımcı olabilir.

Kaynak: EPFL

Her ne kadar düşünmesek de günlük hayatımızda yaptığımız her hareket, özünde belirli bir düzende bir dizi daha küçük eylemden oluşur. Bunu fark ettiğimiz tek zaman, spor, müzik aleti, yeni bir dans rutini veya hatta akıllı telefon veya video oyunu denetleyicisi gibi yeni bir elektronik cihaz gibi yeni bir motor beceri öğrenmemiz gerektiği zamandır.

Belki de şaşırtıcı olmayan bir şekilde, sağlıklı genç yetişkinlerde yapılan çalışmaların çoğuyla, insanların sıralı motor becerileri nasıl edindiklerini anlamaya yönelik çok sayıda araştırma var. Daha yaşlı bireyleri (ve ortak deneyimi) içeren araştırmalar, yaşlandıkça daha zor olduğunu ve yeni motor becerileri öğrenmenin daha uzun sürdüğünü gösteriyor, bu da öğrenme yeteneğinde yaşa bağlı bir azalma olduğunu gösteriyor.

Profesör Friedhelm Hummel, “Öğrenme, sürekli uyum sağlamak ve günlük hayata entegre olmak için çok önemli olduğundan, özellikle dünya çapında görülen yaşam beklentisindeki sürekli artış göz önüne alındığında, bu bozulmuş işlevlerin iyileştirilmesi, yaşlandıkça yaşam kalitesinin korunmasına yardımcı olacaktır” diyor. EPFL Yaşam Bilimleri Okulu’nda Defitech Klinik Nöromühendislik Başkanlığını yürütmektedir.

Yeni bir çalışmada, Hummel ve doktora öğrencisi Pablo Maceira-Elvira, transkraniyal beyin stimülasyonunun yeni motor becerileri öğrenmede yaşa bağlı bozulmayı iyileştirebileceğini buldu.

Çalışma, bir kişinin “parmakla dokunma görevi” adı verilen yeni motor becerileri ne kadar iyi öğrendiğini değerlendirmenin yaygın bir yolunu kullandı. Mümkün olduğunca hızlı ve doğru bir şekilde bir dizi sayı yazmayı içerir.

Görev, çalışmalarda popülerdir, çünkü piyano çalmak veya klavyede yazmak gibi yüksek el becerisi gerektiren aktiviteleri simüle ederken, doğruluğu kaybetmeden hızlarını artıran bir kişi olarak tanımlanan nesnel bir “iyileştirme” ölçüsü sağlar.

Bilim adamları bunu “hız-doğruluk değiş tokuşunda bir kayma” olarak adlandırıyor ve öğrenmenin önemli bir özelliğini oluşturuyor. Beynin bu değişimi gerçekleştirme yollarından biri, bireysel motor eylemleri “motor yığınlar” olarak adlandırılan gruplar halinde gruplandırmaktır: bir kişinin zihinsel yükünü azaltırken, motor sıranın mekanik uygulamasını optimize ederken kendiliğinden ortaya çıkan beyin yapıları.

Pablo Maceira-Elvira, “Genç yetişkinler parmakla vurma görevi üzerinde çalışırken motor parçaları güvenilir bir şekilde ortaya çıkıyor, ancak önceki çalışmalar yaşlı yetişkinlerde motor parçalarının eksik veya eksik olduğunu gösteriyor” diyor.

Erkenci kuş motor becerisini kazanır

Çalışma ilk olarak genç ve yaşlı yetişkinlerden oluşan grupları yeni bir parmakla vurma görevi dizisini öğrenme konusunda eğitti ve test etti ve ikisi arasındaki temel farklılıkları ortaya çıkardı. Genç yetişkinler, ilk eğitim oturumlarında doğruluğun iyileştirilmesine öncelik vererek ve daha sonra hızlarını geliştirmeye odaklanarak parmakla vurma görevini en verimli şekilde öğrendiler. Bu, verimli motor parçalarının erkenden ortaya çıkmasına izin veren hız-doğruluk değiş tokuşunda bir kaymaya yol açtı.

Maceira-Elvira, “Yaşlı yetişkinler, hızlı çevrimiçi öğrenmenin azaldığını ve çevrimdışı öğrenmenin olmadığını gösterdi” diyor.

“Başka bir deyişle, genç yetişkinler antrenmanın başlarında keskin performans artışları gösterirken ve bir gecede gelişirken, yaşlı yetişkinler daha ılımlı bir hızda gelişir ve hatta bir gecede daha da kötüleşir.” Buna karşılık, yaşlı yetişkinler, eğitim boyunca kademeli olarak doğruluklarını geliştirdiler ve ancak daha kapsamlı uygulamalardan sonra verimli motor parçaları ürettiler.

Beyin stimülasyonu iyileştirmeleri

Yaşlı insanlarda öğrenme bozukluğunu düzeltebilecek yeni nöroteknolojiler üzerinde kapsamlı araştırmalar yapılmıştır.

“Son çalışmalar, dikkat çekmemesi, taşınabilirliği ve satın alınabilirliği nedeniyle son yıllarda hem akademik hem de ticari ilgiyi çeken anodal transkraniyal doğru akım stimülasyonu (atDCS) ile motor kortekse invazif olmayan beyin stimülasyonu uygulayarak motor beceri kazanımını geliştirebileceğimizi göstermiştir. ”diyor Hummel.

Mevcut çalışmada, araştırmacılar katılımcılara DCS’yi uyguladılar ve yaşlı yetişkinlerin, eğitimde daha erken ve genç yetişkinlerde görülene benzer bir düzende doğruluklarını keskin bir şekilde geliştirmelerine yardımcı olduğunu buldular.

Maceira-Elvira, “Stimülasyon, hız-doğruluk değiş tokuşundaki değişimi hızlandırdı ve verimli motor parçalarının daha erken ortaya çıkmasını sağladı, yaşlı yetişkinlerin %50’si bu yapıları ilk eğitim seansında oluşturdu” diyor.

Şunları ekliyor: “Çalışma, atDCS’nin, görevle ilgili bilgilerin depolanmasını kolaylaştırarak, zihinsel yükü hızla azaltarak ve dizinin mekanik yürütmesinin optimizasyonuna izin vererek, azalan öğrenme mekanizmalarına sahip bireylerde motor beceri kazanımını en azından kısmen geri yükleyebileceğini ileri sürüyor. ”

Hummel, “Bu çalışmalar, motor beceri kazanımında yaşa bağlı eksikliklerin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunuyor ve bu eksiklikleri invaziv olmayan bir şekilde geri yüklemek için yeni bir strateji sunuyor” diyor. “Bu bulgular, sağlıklı yaşlanma veya felç gibi nörolojik bozukluklardan kaynaklanan eksiklikleri gidermek için belirli öğrenme aşamasına göre ayarlanmış yeni girişimsel strateji fırsatlarını ortaya çıkarıyor.”

Bu beyin stimülasyonu ve öğrenme araştırması haberleri hakkında

Yazar: Nik Papageorgiou
Kaynak: EPFL
İletişim: Nik Papageorgiou – EPFL
Resim: Görüntü Pablo Maceira-Elvira’ya (EPFL) yatırıldı

Orjinal araştırma: Açık Erişim.
Friedhelm Christoph Hummel ve diğerleri tarafından “Diseksiyon motor beceri kazanımı: Mekansal koordinatlar önceliklidir”. Bilim Gelişmeleri

---

Soyut

Diseksiyon motor beceri kazanımı: Mekansal koordinatlar önceliklidir

Önceden bilinmeyen bir motor dizisinin uygulanması, genellikle artan hızlarda doğru şekilde yürütülmesini sağlayan motor parçalarının konsolidasyonuna yol açar.

Son görüntüleme çalışmaları, bu yapıların işlevinin, dizilerin tek yürütülmesinden ziyade kodlanması, depolanması ve alınmasıyla daha ilgili olduğunu öne sürüyor.

Hikosaka’nın 1999’da önerdiği gibi, optimal motor beceri kazanımının, dizinin uzamsal özelliklerinin bellekte depolanmasına, eğitimin başlarında hızlı yürütülmesine öncelik verdiğini bulduk.

Yaşlı yetişkinlerde görünüşte azalmış olan bu süreç, doğrulukta keskin bir gelişme ve motor parçalarının daha erken ancak kademeli olarak ortaya çıkması ile gösterildiği gibi, motor korteks üzerinde anodal transkraniyal doğru akım stimülasyonu ile kısmen restore edildi.

Bu sonuçlar, motor yığınlarının ortaya çıkmasının, dizinin bellekte depolanmasından önce geldiğini, ancak bunun doğrudan sonucu olmadığını göstermektedir; daha ziyade, bu yapılar motor pratiğe bağlıdır ve bunun sonucudur.