Korta raster hjälper hjärnan att lära sig nya färdigheter

Sammanfattning

• Forskare upptäckte att den vakna och vilande hjärnan upprepade gånger spelar upp komprimerade minnen om en ny färdighet som lärs.
• Resultaten ger inblick i hur människor förvärvar färdigheter och kan hjälpa dem som återhämtar sig efter stroke eller annan hjärnskada.

Övning är viktigt för att lära sig något nytt. Upprepa en åtgärd om och om igen ökar sannolikheten för att bemästra den. Men ny forskning visar att det kan vara lika viktigt att ta korta pauser.

En studie från 2019 visade att korta, frekventa pauser var mycket viktiga för att förbättra prestanda för en ny uppgift. Dessa korta viloperioder stärker minnen från den nya färdighet som just praktiserats. Resultaten utmanade idén att endast långa viloperioder, som en god natts sömn, är nödvändiga för att stärka minnen från en nyinlärd skicklighet. Det var dock inte klart hur dessa korta raster hjälper hjärnan att bemästra en ny uppgift.

Ett forskargrupp ledt av Leonardo G. Cohen från National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) i USA gick ut på att förstå hur korta viloperioder medan vaken hjälper till att lära sig färdigheter. Deras resultat publicerades i Cell Reports journal den 8 juni 2021.

Teamet kartlade hjärnaktiviteten hos 33 högerhänta volontärer när de lärde sig att skriva en femsiffrig kod med sina vänstra händer. Hjärnvågor registrerades med en känslig skanningsteknik som kallades magnetoencefalografi. Deltagarna fick en kod på en skärm och ombads att skriva ut den så många gånger som möjligt i 10 sekunder och sedan ta en 10-sekunders paus. De upprepade denna cykel 35 gånger.

Teamet analyserade data med ett datorprogram som de utvecklade, vilket gjorde det möjligt för dem att dechiffrera hjärnvågsaktiviteten i samband med att skriva varje nummer i koden. De upptäckte att en mycket snabbare version av hjärnaktiviteten som sågs under typspelning spelades om under de korta viloperioderna (cirka 20 gånger snabbare).

Under de första 11 övningsförsöken spelades dessa komprimerade versioner av aktiviteten om 25 gånger per viloperiod. Detta antal var två till tre gånger oftare än den aktivitet som sågs under senare viloperioder eller efter att experimenten hade avslutats.

Forskarna fann också att deltagare vars hjärnor spelade om typaktiviteten oftare visade större hopp i prestanda efter varje försök än de som spelade om det mindre ofta. Tillsammans tyder resultaten på att korta viloperioder hjälper till att binda samman minnena som krävs för att lära sig en ny färdighet.

Teamet undersökte också hjärnregionerna där omspelning inträffade. Som förväntat inträffade omspelningsaktivitet ofta i hjärnans sensormotoriska regioner, som är ansvariga för att kontrollera rörelser. Men de såg också aktivitet i hippocampus och entorhinal cortex. Dessa regioner ansågs inte tidigare spela en viktig roll i de minnen som behövdes för att utföra nya uppgifter.

”Våra resultat stöder tanken att vaken vila spelar en lika viktig roll som övning för att lära sig en ny färdighet”, säger Cohen. ”Det verkar vara den period då våra hjärnor komprimerar och konsoliderar minnen av vad vi just praktiserat. Att förstå denna roll som neural omspelning kan inte bara hjälpa till att forma hur vi lär oss nya färdigheter utan också hur vi hjälper patienter att återhämta sig färdigheter efter neurologisk skada som stroke. ”