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大脑刺激可以改善老年人的运动技能学习

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非侵入性脑刺激可以恢复学习能力下降(如年龄)的人的最佳运动技能习得。这项研究是由EPFL的科学家进行的。

即使我们没有想过，我们日常生活中的每一个动作本质上都是由一系列按特定顺序排列的小动作组成的。只有当我们必须学习一项新的运动技能时，我们才会意识到这一点，比如一项运动、一种乐器、一种新的舞蹈动作，甚至是一种新的电子设备，如智能手机或视频游戏控制器。

不出所料的是，有大量的研究投资于研究人类如何获得顺序运动技能，其中大多数研究是在健康的年轻人身上进行的。对老年人(以及一般经验)的研究表明，我们年龄越大，学习新的运动技能就越困难，所需的时间也越长，这表明与年龄有关的学习能力下降。

EPFL生命科学学院临床神经工程deitech主席Friedhelm Hummel教授说:“由于学习对日常生活中不断适应和保持融合至关重要，改善这些受损的功能将有助于随着我们年龄的增长保持生活质量，特别是考虑到世界范围内预期寿命的不断增加。”

在一项新的研究中，胡梅尔和他的博士生Pablo Maceira-Elvira发现，经颅脑刺激可以改善学习新运动技能时与年龄相关的损伤。

这项研究使用了一种被称为“手指敲击任务”的常用方法来评估一个人学习新运动技能的能力。它包括尽可能快、尽可能准确地输入一系列数字。这项任务在研究中很受欢迎，因为它模拟了一些需要高度灵巧度的活动，比如弹钢琴或敲键盘，同时提供了“进步”的客观衡量标准，定义为一个人在不失去准确性的情况下提高了速度。

科学家们把这称为“速度-精度权衡的转变”，它构成了学习的一个关键特征。大脑实现这一转变的方法之一是将个体的运动行为分成所谓的“运动块”:自发出现的大脑结构，减少一个人的精神负荷，同时优化运动序列的机械执行。Pablo Maceira-Elvira说:“当年轻人进行手指敲击任务训练时，运动块会可靠地出现，但之前的研究表明老年人要么缺乏运动块，要么缺乏运动块。”

早起的鸟儿有运动技能  

这项研究首先训练和测试了一组年轻人和老年人，让他们学习一组新的手指敲击任务，并揭示了两者之间的根本差异。年轻人学习敲击手指最有效的方法是，在他们的第一次训练中优先考虑提高准确性，然后专注于提高他们的速度。这导致了速度与精度权衡的转变，这使得高效的马达块在早期出现。

“老年人的快速在线学习减少，而缺乏线下学习，”Maceira-Elvira说。“换句话说，年轻人在训练早期表现出大幅提高，并在一夜之间改善，而老年人的提高速度更温和，甚至在一夜之间恶化。”相比之下，老年人的准确性在训练过程中逐渐提高，只有在更广泛的练习后才产生有效的运动块。

脑刺激的改进  

广泛的研究已经开展了新的神经技术，可能恢复老年人的学习障碍。Hummel说:“最近的研究表明，我们可以通过对运动皮层应用非侵入性的大脑刺激来增强运动技能的获得，而近年来，由于其不显眼、便携和负担能力，经颅直流电刺激(atDCS)吸引了学术和商业的兴趣。”

在目前的研究中，研究人员将atDCS应用于参与者，发现它帮助老年人在训练早期大幅提高他们的准确性，其模式与在年轻人身上看到的类似。“刺激加速了速度-准确性权衡的转变，使有效的运动块更早地出现，50%的老年人在第一次训练中产生了这些结构，”Maceira-Elvira说。

他补充说:“这项研究表明，atDCS通过促进任务相关信息的存储，快速减少心理负荷，并允许优化机械执行序列，至少可以部分恢复学习机制减弱的个体的运动技能习得。”

“这些研究增加了对运动技能获得中与年龄相关的缺陷的更好理解，并提供了一种非侵入性恢复这些缺陷的新策略，”胡梅尔说。“这些发现为针对特定学习阶段的干预策略提供了新的机会，以恢复由于健康老化或中风等神经系统疾病造成的缺陷。”

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