曹 娜 孟海江 王艳秋 邱方晖 谭晓缨 吴 殷 张 剑

    左侧背外侧前额叶在程序性运动学习中的作用

    曹 娜孟海江王艳秋邱方晖谭晓缨吴 殷张 剑

    (上海体育学院心理学院;上海体育学院体育教育与训练学院;上海体育学院经济与管理学院, 上海 200438)

    程序性运动学习包括序列学习和随机学习。神经影像学研究表明背外侧前额叶皮层(DLPFC)和初级运动皮层(M1)在程序性运动学习中发挥重要作用, 但DLPFC和M1之间的联通性及其与不同程序性运动学习的关系尚不明确。本研究采用连续反应时间任务, 结合经颅磁刺激(TMS)方法, 探讨左侧DLPFC到M1的联通性在不同程序性运动学习中的差异。实验1采用两连发TMS探测DLPFC到M1的最佳投射时间点; 实验2, 被试分为2组, 分别进行序列学习和随机学习, 在学习前、后采集行为学数据, 以及M1的运动诱发电位和DLPFC-M1联通性的电生理学数据。行为学结果发现序列学习组的学习效果更佳; 电生理学结果发现, 两组被试学习前、后M1的运动诱发电位均未发生改变; 在最佳时间投射点、适当刺激强度下, 序列学习组DLPFC-M1联通性发生改变, 且与学习成绩相关, 而随机学习组没有改变。结果说明DLPFC到M1的联通性增强可能是序列学习成绩更佳的重要原因, 这一结果从电生理角度为DLPFC在运动学习中的作用提供了重要证据。

    背外侧前额叶; 初级运动皮层; 经颅磁刺激; 程序性运动学习; 序列学习

    1 前言

    程序性运动学习是指通过重复执行运动任务, 借助骨骼、肌肉以及相应的神经反射获得新知识的过程。根据学习内容呈现顺序的不同可将其分为序列学习和随机学习两种形式, 其中序列学习通过一系列不断重复的、固定长度的序列循环呈现而发生学习(杨光, 2014), 随机学习则是在无序的呈现中实现学习的过程(Pascual-Leone, Wassermann, Grafman, & Hallett, 1996)。程序性运动学习不仅是人类日常活动的重要组成部分, 更是运动技能习得的重要方式(Clegg, Digirolamo, & Keele, 1998)。它为我们探究复杂形式下的运动学习提供了范式, 能够反映人类大脑运动认知系统在不同状态下的适应性与可塑性(Grafton, Woods, & Tyszka, 1994)。

    研究表明, 程序性运动学习涉及多个脑功能区的协同作用, 包括初级运动皮层(primary motor cortex, M1)、辅助运动区(supplementary motor area, SMA)、前运动区(premotor cortex)和背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)等重要脑功能区(Leonora, Teo, Ignacio, Rothwell, & Marjan, 2010; Poldrack et al., 2005; Schendan, Searl, Melrose, & Stern, 2003; Seidler et al., 2005) ......