כאשר ילדים לומדים כיצד לקשור את שרוכי הנעליים, הם עושים זאת בצעדים נפרדים - יצירת לולאה או משיכה בשרוך.
לאחר מספיק חזרות, המוח שלנו הופך את הצעדים האלה ל"נתחים ".
נתחי תנועה, כידוע התופעה, היא אסטרטגיה שמצמצמת מחרוזות מידע ארוכות לקטעים קצרים יותר וניתנים לניהול שקל יותר לזכור אותם.
"נתח הוא תוצר הלוואי הטבעי של אסטרטגיה חכמה שממזערת את עלויות הלמידה."
מדענים יודעים כי עבור אנשים הסובלים ממחלת פרקינסון, מחלת הנטינגטון ושבץ, נתח התנועה הזה מופרע קשות. הבנת חתיכות וכיצד היא פועלת היא קריטית לאבחון מוקדם, טיפול ושיקום. עם זאת, למדע אין הסבר קונקרטי לכך.
אך כעת, חוקרים פיתחו תיאוריה מקיפה מדוע מתרחשת חתיכה. המחקר מסגר את הנתח כפתרון כלכלי במערכת המוטורית, שבה מיזוג נתחים קטנים הופך להיות "חסכוני" בצורה אופטימלית בשלבי למידה מסוימים. הממצאים מופיעים בכתב העת תקשורת טבע.
"מערכת העצבים שואפת לייצר תנועות בצורה יעילה ככל האפשר", אומר סקוט גרפטון, פרופסור לנוירולוגיה באוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה. "עם זאת, יש עלות חישובית לחישוב מסלולים יעילים. הנקודה המתוקה בין המטרות הללו גורמת לחתיכות ".
קשה ויעיל
גרפטון ועמיתיו השתמשו בכלים של שליטה מוטורית חישובית, המייצרים מודלים ממוחשבים כדי לגלות כיצד המוח שולט על הגפיים ועל המטרות והאילוצים של המערכת המוטורית. בהקשר זה, חוקרים התקשו להסביר כיצד בני אדם ובעלי חיים אחרים עוברים מתנועות פשוטות אך לא יעילות לחישוביות לתנועות תובעניות אך יעילות.
"המחקר שלנו פותר את הקושי הזה בכך שהוא מראה-תיאורטית וניסיונית-כי מסלולי הלמידה המורכבים והיעילים ביותר הינם חסכוניים ביותר הם אלה המייצרים נתחים", אומר גרפטון. "לכן, נתח הוא תוצר הלוואי הטבעי של אסטרטגיה חכמה שממזערת את עלויות הלמידה."
החוקרים מדדו כיצד מקקים רזוס ייצרו רצפי תנועה במשך מספר ימי תרגול ומצאו כי בעלי חיים אלה אכן לומדים חסכוניים. על ידי בחירת מתי למזג נתחים יחד בצורה מושכלת, הקופים השיגו חיסכון בעלויות המצטברות של למידה.
הם חילקו את רצף התנועה לחתיכות, מותאמים ליעילות בתוך נתחים, ואז מיזגו נתחים רק כאשר נדרשו רווחים נוספים ביעילות.
"נתחי תנועה התאפיינו באופן נרחב בבריאות ובמחלות בקרב בני אדם ובעלי חיים, אך עד כה הייתה חסרה תיאוריה נורמטיבית", אומר גרפטון, "התיאוריה שלנו נגזרת מסלולי תנועה אופטימליים, וניסויים אלה בהם קופים לומדים לייצר רצף חדש. של תנועות לאורך זמן מראים שהתיאוריה שלנו מסבירה את המאפיינים המהותיים של הנתחים העולים בתנועותיהם. "
המסגרת של תופעת הנתחים כפתרון כלכלי מציעה נקודת מבט חדשה על הלמידה המוטורית והפרעותיה.
לדוגמה, ניתן לייחס את אופים הבלתי סדיר של תנועות לאחר שבץ לתקציבי חישוב נמוכים יותר ללמידה מוטורית, והתנועות הלא יעילות שנראות בשבץ עשויות להיות מותאמות לתקציבים אלה, מסביר גרפטון. כל גישת שיקום יכולה להפיק תועלת מהתובנה הזו, הוא מוסיף.
"נקודת המבט החישובית שלנו על נתחים גם פותחת שאלות חדשות בנוגע לאופן בו המוח שולט בתנועות", אומר גרפטון. "בפרט, יש לבחון מחדש את הראיות האחרונות לקידוד העצבי של נתחים במוח לאור התיאוריות החישוביות.
"האם נוירונים מקודדים החלטות קינמטיות, תקציבים חישוביים או יעדי יעילות? אלו שאלות פתוחות לכל תחום הבקרה המוטורית ".
מקור: UC סנטה ברברה
ספרים קשורים
at InnerSelf Market ואמזון
