Una doble disociación entre ahorro y memoria a largo plazo en el aprendizaje motor Parte 1

Abstracto

Los recuerdos son más fáciles de volver a aprender que de aprender desde cero. Se ha asumido ampliamente que esta ventaja, conocida como ahorro, es el resultado del resurgimiento de recuerdos estables a largo plazo. La presencia de ahorros se ha utilizado a menudo como indicador de si un recuerdo se ha consolidado.

El aprendizaje y la memoria están estrechamente relacionados y se causan mutuamente. La memoria de aprendizaje se refiere a ciertos conocimientos y habilidades que las personas forman durante el aprendizaje. Las personas pueden utilizar este conocimiento y habilidades para enfrentar diferentes problemas y desafíos. La memoria se refiere a la capacidad de las personas para almacenar, recuperar y reproducir información.

Cuando las capacidades de aprendizaje y memoria son insuficientes, las personas olvidarán los conocimientos y habilidades que han aprendido y no podrán aplicarlos en la vida real. Esto también afectará su desarrollo académico y profesional. Por tanto, es muy importante mejorar las propias capacidades de aprendizaje y memoria.

¿Cómo mejorar las capacidades de aprendizaje y memoria? En primer lugar, es necesario dominar los métodos y técnicas de aprendizaje correctos. Por ejemplo, puede utilizar métodos de memoria como clasificación y asociación. Al mismo tiempo, debes prestar atención a la regularidad del aprendizaje e intentar estudiar en un horario y lugar fijos. En segundo lugar, es necesario mantener un estado de vida saludable, hacer más ejercicio físico, llevar una dieta equilibrada, etc., lo que puede mejorar la memoria. Finalmente, el aprendizaje y el pensamiento continuos y la mejora continua de las capacidades cognitivas y de comprensión también son la clave para mejorar las capacidades de aprendizaje y memoria.

En resumen, mejorar las capacidades de aprendizaje y memoria es muy importante para las personas. Al dominar los métodos de aprendizaje correctos, mantener un estado de vida saludable y aprender y pensar constantemente, puede mejorar sus habilidades de aprendizaje y memoria y sentar una base sólida para su desarrollo futuro. Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche deserticola puede mejorar significativamente la memoria porque Cistanche deserticola es un material medicinal tradicional chino que tiene muchos efectos únicos, uno de los cuales es mejorar la memoria. La eficacia de la carne picada proviene de los diversos ingredientes activos que contiene, incluidos ácidos, polisacáridos, flavonoides, etc. Estos ingredientes pueden promover la salud del cerebro de varias maneras.

Haz clic en conocer 10 formas de mejorar la memoria

Sin embargo, hallazgos recientes han demostrado que las tasas de aprendizaje motor pueden controlarse sistemáticamente, proporcionando una alternativa mecanicista al resurgimiento de una memoria estable a largo plazo. Además, trabajos recientes han reportado resultados contradictorios sobre si las contribuciones implícitas al ahorro en el aprendizaje motor están presentes, ausentes o invertidas, lo que sugiere una comprensión limitada de los mecanismos subyacentes.

Para dilucidar estos mecanismos, investigamos la relación entre los ahorros y la memoria a largo plazo analizando experimentalmente los recuerdos subyacentes basados ​​en la persistencia temporal a corto plazo (60).

Los componentes de la memoria motora que son temporalmente persistentes a los 60 s podrían contribuir a una memoria estable y consolidada a largo plazo, mientras que los componentes temporalmente volátiles que ya han decaído a los 60 s no pueden hacerlo. Sorprendentemente, encontramos que el aprendizaje implícito temporalmente volátil conduce a ahorros, mientras que el aprendizaje temporalmente persistente no, pero que el aprendizaje temporalmente persistente conduce a la memoria a largo plazo a las 24 h, mientras que el aprendizaje temporalmente volátil no.

Esta doble disociación entre los mecanismos de ahorro y la formación de la memoria a largo plazo desafía los supuestos generalizados sobre la conexión entre el ahorro y la consolidación de la memoria.

Además, encontramos que el aprendizaje implícito persistente no sólo no contribuye al ahorro, sino que también produce un efecto opuesto, antiahorro, y que la interacción entre este antiahorro temporalmente persistente y el ahorro temporalmente volátil proporciona una explicación para varios informes recientes aparentemente contradictorios sobre si el aprendizaje implícito Las contribuciones al ahorro están presentes, ausentes o invertidas.

Finalmente, las curvas de aprendizaje que observamos para la adquisición de recuerdos implícitos temporalmente volátiles y temporalmente persistentes demuestran la coexistencia de recuerdos implícitos con distintos cursos de tiempo, desafiando la afirmación de que los modelos de aprendizaje y estimación basados ​​en el contexto deberían suplantar a los modelos de procesos adaptativos con diferentes tasas de aprendizaje. . En conjunto, estos hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre los mecanismos de ahorro y formación de la memoria a largo plazo.

Introducción

Los recuerdos, tanto declarativos como procedimentales, son más fáciles de volver a aprender que de aprender desde cero. Esta ventaja, conocida como ahorro, se apreció por primera vez en el trabajo fundamental de Hermann Ebbinghaus [1], en el que observó que volver a aprender una lista olvidada de palabras era más rápido que aprender otra. lista de novelas.

Desde entonces, los ahorros se han demostrado en una gran cantidad de paradigmas diferentes, incluidas tareas cognitivas en humanos [2,3], condicionamiento operante en animales [4-6] y tareas motoras en humanos como la adaptación sacádica [7], la adaptación al campo de fuerza [ 8-11], adaptación visomotora [12-21] y adaptación de la marcha [22,23].

Investigaciones anteriores generalmente han sostenido que los ahorros resultan del recuerdo de una memoria a largo plazo previamente consolidada [14,24,25].

La capacidad de formar recuerdos duraderos a largo plazo es una de las capacidades biológicas más notables, y algunos recuerdos duran toda la vida a pesar de la incesante plasticidad neuronal.

Los daneses de edad avanzada recordaron detalles mundanos, como el clima, que rodearon las noticias de la invasión y liberación de su país durante la Segunda Guerra Mundial, más de 50 años después [26], y abundan ejemplos similares de recuerdos que rodean eventos impactantes y/o trascendentales [27-29]. Las personas reconocen a sus compañeros de secundaria décadas después [30], usan tácitamente reglas gramaticales sintéticas años después del entrenamiento [31] e identifican imágenes específicas meses [32] o incluso años [33] después. Los recuerdos a largo plazo surgen a través de la consolidación, un proceso impulsado por mecanismos moleculares que facilitan la actividad sináptica [34,35] y puede estar mediado a través del hipocampo [36,37].

En las tareas motoras, la presencia o ausencia del propio ahorro a menudo se ha tomado como prueba de fuego para determinar si una memoria previamente entrenada se ha consolidado, en escalas de tiempo que van desde horas hasta meses [14,24,25].

En consecuencia, en términos de mecanismos subyacentes, se ha sugerido además que los ahorros resultan de lo siguiente: (1) el desenmascaramiento de un proceso de aprendizaje más lento y de fuerte retención en un modelo de aprendizaje de múltiples velocidades[10]; (2) cambio basado en el contexto o la relevancia entre múltiples procesos lentos, cada uno específico de una memoria diferente [38-41]; o (3) volver a la memoria de un plan motor previamente aprendido que fue reforzado por el éxito o la mera repetición [16,42].

Todos estos mecanismos propuestos se centran en el ahorro como manifestación de una memoria motora latente, estable y consolidada, resistente tanto a las interferencias como al paso del tiempo.

De acuerdo con esta idea, una visión reciente pero influyente ha propuesto que los ahorros en la adaptación motora resultan específicamente del recuerdo de una estrategia explícita [18,43,44], mientras que el componente implícito del aprendizaje visomotor no contribuye al ahorro [44].

Estos estudios proporcionaron evidencia clara de ahorros explícitos, pero los paradigmas que utilizaron provocaron poca adaptación implícita, lo que limitó el poder para evaluar los ahorros implícitos. Estudios más recientes, que provocaron una mayor adaptación implícita, han conducido a hallazgos dispares, concluyendo que la adaptación implícita es más rápida durante el reaprendizaje [19,20] o más lenta [45].

Los estudios de Avraham [45] y Albert [20] son ​​de particular interés, ya que ambos fueron diseñados para aislar la adaptación implícita (aunque utilizando paradigmas diferentes) y, sin embargo, llegaron a conclusiones opuestas.

¿Qué podría explicar esta aparente discrepancia? Una posibilidad es que la adaptación implícita no sea monolítica. Puede consistir en distintos componentes que se vuelven a aprender a diferentes ritmos y se obtienen de manera diferente en estos diferentes paradigmas.

Una alternativa intrigante a los mecanismos basados ​​en el recuerdo es que los ahorros surgen de cambios en la tasa de aprendizaje [11,15,23], una idea reforzada por trabajos recientes que han demostrado que la tasa a la que se produce el aprendizaje está modulada sistemáticamente por características específicas del entorno de aprendizaje.

Estas características incluyen la cantidad de variabilidad relevante para la tarea presente antes del aprendizaje [46,47], el equilibrio entre la incertidumbre sensorial y la incertidumbre sobre la estimación del estado [48,49], la exposición previa a perturbaciones caracterizadas por una estructura de covarianza similar entre los parámetros de aprendizaje [50,51]. , la exposición previa a errores motores similares [21,52] y la coherencia del entorno de aprendizaje entre pruebas [53,54].

En particular, los entornos de alta consistencia, en los que las perturbaciones tienden a persistir de una prueba a la siguiente y, por tanto, confieren más previsibilidad a la perturbación impuesta, pueden aumentar considerablemente las tasas de aprendizaje (hasta 3 veces). Este es un hallazgo crítico en lo que respecta al estudio del ahorro: los paradigmas de adaptación utilizados para estudiar el ahorro generalmente consisten en que la misma perturbación esté activa durante un gran número de ensayos (generalmente de 60 a 120), lo que resulta en errores altamente consistentes, que en a su vez conducen a tasas de aprendizaje fuertemente aumentadas [52-55].

Este mecanismo podría generar ahorros al permitir un reaprendizaje más rápido de la memoria a corto plazo, en lugar del resurgimiento de la memoria estable a largo plazo. Esto es consistente con resultados recientes que indican que la experiencia previa con errores de alta consistencia, a diferencia de la repetición de acciones exitosas, conduce a ahorros [21].

Aquí comparamos los mecanismos que conducen al ahorro y aquellos que conducen a la formación de memorias motoras estables a largo plazo.

Nuestra hipótesis es que analizar la adaptación motora en componentes específicos de la memoria basados ​​en la persistencia temporal podría arrojar luz sobre estos mecanismos. Utilizamos retrasos breves para dividir la adaptación general en 2 componentes: adaptación temporalmente volátil, que decaería durante este retraso, y adaptación temporalmente persistente, que sobreviviría al retraso [56-59].

Dado que decae en sólo 60 s, la adaptación temporalmente volátil no conduciría a una memoria a largo plazo asociada con la estabilidad en escalas de tiempo que son órdenes de magnitud mayores [9,25,60]. Por lo tanto, los mecanismos que conducen a la memoria a largo plazo estarían contenidos dentro de la adaptación temporalmente persistente y, por lo tanto, los ahorros dependientes de la consolidación predecirían un aprendizaje más rápido únicamente para la adaptación temporalmente persistente.

Por el contrario, si encontráramos un reaprendizaje más rápido únicamente para una adaptación temporalmente volátil, eso indicaría un mecanismo de ahorro que no está impulsado por la memoria a largo plazo.

Sorprendentemente, encontramos que los ahorros no son impulsados ​​por el resurgimiento de recuerdos motores temporalmente persistentes, sino por un reaprendizaje más rápido de recuerdos temporalmente volátiles. Continuamos descubriendo que estos recuerdos temporalmente volátiles responsables del ahorro en nuestro paradigma representan una adaptación implícita, más que explícita.

Sin embargo, cuando medimos la retención a largo plazo de los componentes temporalmente persistentes y temporalmente volátiles, encontramos que es una adaptación temporalmente persistente, no una adaptación temporalmente volátil, la que conduce a la memoria a largo plazo. En conjunto, estos hallazgos demuestran una clara doble disociación entre el ahorro y la memoria a largo plazo.

Resultados

Diseñamos una serie de experimentos para dilucidar los mecanismos del ahorro y la memoria a largo plazo e investigar la relación entre ellos. Comenzamos investigando si el ahorro, el reaprendizaje más rápido de una adaptación previamente aprendida, está impulsado por la reaparición de una memoria temporalmente persistente previamente consolidada, o por una propensión a una adquisición más rápida de una memoria transitoria y temporalmente volátil.

En particular, creamos un paradigma para analizar la adaptación inicial, el fracaso de la adaptación y los ahorros en la readaptación en componentes temporalmente persistentes y temporalmente volátiles.

Primero investigamos la dinámica por la cual los recuerdos temporalmente persistentes y temporalmente volátiles decaen durante un período de lavado después de la adaptación inicial, ya que pueden surgir ahorros del lavado incompleto de un componente de la adaptación [10,61]. Esto nos permitió comparar las tasas de desaprendizaje para la adaptación temporalmente persistente y temporalmente volátil durante el lavado y, de manera crítica, medir el valor inicial de los recuerdos temporalmente persistentes y temporalmente volátiles antes de la readaptación para que los ahorros pudieran evaluarse con precisión para ambos.

A continuación, examinamos cómo los ahorros dependen de recuerdos temporalmente persistentes y temporalmente volátiles midiendo los ahorros por separado para estos 2 componentes de la adaptación motora, lo que nos permite determinar si uno de estos recuerdos es específicamente responsable de los ahorros.

Luego investigamos si la memoria a largo plazo, medida como la retención de una adaptación previamente entrenada 24 horas después, está asociada con el componente temporalmente persistente o temporalmente volátil de la adaptación.

Medición de las contribuciones al ahorro temporalmente volátiles y temporalmente persistentes

Para los Experimentos 1 y 2, reclutamos N=40 sujetos y los entrenamos en una visomotorrotación (VMR) de 30˚ [12,13,15–18,62–64] (Fig. 1A y 1B). Después de 80 pruebas de entrenamiento inicial, se evaluó el ahorro de los sujetos después de un período de lavado corto (40-prueba), que anteriormente se informó que era suficiente para eliminar la adaptación general al VMR [15], o un período más largo ({{ 15}}prueba) período de lavado que empleamos para efectuar un lavado más definitivo.

También utilizamos los datos de este 800-fallo de prueba para rastrear el curso temporal del desaprendizaje de los componentes temporalmente persistentes y temporalmente volátiles de la adaptación; este desaprendizaje abarcaría tanto el desaprendizaje activo (es decir, reaprender el comportamiento básico) como el deterioro natural de la adaptación de prueba a prueba [17,65-68].

Cada sujeto experimentó ambos tipos de duración del lavado después del entrenamiento (ver Fig. 1C). En el Experimento 1 (N=20), el período de lavado corto se presentó primero y el período de lavado largo en segundo lugar. En el Experimento 2 (N=20), este orden se invirtió (Fig. 1C, para obtener una descripción detallada, consulte Materiales y métodos).

A lo largo de estos experimentos, tanto durante el aprendizaje como durante el lavado, ocasionalmente insertamos retrasos de 1-minutos que permitirían una adaptación temporalmente volátil a la descomposición.

Dado que los 1-retrasos mínimos, impusimos una cantidad de 2,5 a 4 veces la constante de tiempo para la decadencia de la adaptación temporalmente volátil [56–58], se esperaría aproximadamente un 95% de decadencia de la adaptación volátil, aislando efectivamente la adaptación temporalmente persistente. .

Operativamente definimos la adaptación temporalmente persistente como la adaptación medida durante la prueba posterior al retraso y la adaptación temporalmente volátil como la diferencia entre la adaptación general (en sí misma tomada como la adaptación promedio en los 2 ensayos anteriores y en los 2 anteriores sin retraso) y la adaptación temporalmente persistente (Fig. 1D, ver también Materiales y métodos).

For more information:1950477648nn@gmail.com