کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8687094 1580839 2018 35 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Brain state flexibility accompanies motor-skill acquisition
ترجمه فارسی عنوان
انعطاف پذیری حالت مغز همراه با مهارت حرکت موتور است
کلمات کلیدی
یادگیری توالی موتور، نظریه گراف، تولید توالی گسسته، انعطاف پذیری حالت مغز،
ترجمه چکیده
یادگیری نیاز به گذار از دولت ذاتا متمایز شناختی برای ایجاد سازگاری رفتاری دارد. با این حال، ابزارهایی که به صراحت این حالت ها را با تصویربرداری غیر تهاجمی اندازه گیری می کنند - و ارزیابی پویایی آنها در طول یادگیری - محدود می شود. در اینجا، ما یک رویکرد مبتنی بر کاربرد متمایز از نظریه گراف را در نظر می گیریم که در آن نقاط زمان توسط گره های شبکه نشان داده می شوند، و شباهت ها در حالت های مغز بین دو نقطه زمان متفاوت به صورت لبه های شبکه نشان داده شده است. ما از یک روش خوشه بندی مبتنی بر گراف برای شناسایی خوشه هایی از نقاط زمان که نشان دهنده وضعیت مغز کانونی است استفاده می کنیم و برای ارزیابی نحوه حرکت مغز از یک حالت به حالت دیگر به عنوان پیشرفت یادگیری استفاده می کنیم. ما مشاهده دو حالت ابتدایی را که با فعال شدن بالا در قشر سنسوری یا فعال سازی بالا در سیستم پیشانی-زیر-کورتیکی مشخص شده است مشاهده می کنیم. سوئیچینگ انعطاف پذیر در میان این حالت های اولیه و سایر کشورهای کمتر رایج، به عنوان پیشرفت های یادگیری شایع تر می شود و با تفاوت های فردی در میزان یادگیری همبستگی معکوس دارد. این نتایج با این مفهوم سازگار است که توسعه اتوماتیک با آزادی بیشتر برای استفاده از منابع شناختی برای سایر فرآیندها ارتباط دارد. در کنار هم، کار ما بینش جدیدی را در زمینه طبیعت محدود و کمینه دینامیک مغز، مشخصه یادگیری زودهنگام، ارائه می دهد که در نهایت به یادگیری پویایی کمتری و دشوار می انجامد.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علم عصب شناسی علوم اعصاب شناختی
چکیده انگلیسی
Learning requires the traversal of inherently distinct cognitive states to produce behavioral adaptation. Yet, tools to explicitly measure these states with non-invasive imaging - and to assess their dynamics during learning - remain limited. Here, we describe an approach based on a distinct application of graph theory in which points in time are represented by network nodes, and similarities in brain states between two different time points are represented as network edges. We use a graph-based clustering technique to identify clusters of time points representing canonical brain states, and to assess the manner in which the brain moves from one state to another as learning progresses. We observe the presence of two primary states characterized by either high activation in sensorimotor cortex or high activation in a frontal-subcortical system. Flexible switching among these primary states and other less common states becomes more frequent as learning progresses, and is inversely correlated with individual differences in learning rate. These results are consistent with the notion that the development of automaticity is associated with a greater freedom to use cognitive resources for other processes. Taken together, our work offers new insights into the constrained, low dimensional nature of brain dynamics characteristic of early learning, which give way to less constrained, high-dimensional dynamics in later learning.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: NeuroImage - Volume 171, 1 May 2018, Pages 135-147
نویسندگان
, , , , , , ,