การเรียนรู้การเคลื่อนไหวและการวางแผนการเคลื่อนไหว

การเรียนรู้การเคลื่อนไหวคือกระบวนการที่การฝึกฝนและประสบการณ์นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างถาวรในความสามารถในการเคลื่อนไหวที่มีทักษะ ส่วนการวางแผนการเคลื่อนไหวคือการเตรียมการเคลื่อนไหวก่อนที่จะลงมือปฏิบัติ ทั้งสองสิ่งนี้อธิบายว่าการเคลื่อนไหวใหม่ๆ ได้มา ปรับปรุง และปรับเปลี่ยนได้อย่างไร และเป็นพื้นฐานที่นักกายภาพบำบัดใช้ในการจัดโครงสร้างการฝึกฝนระหว่างการฟื้นฟูการเคลื่อนไหว

Definition

การเรียนรู้การเคลื่อนไหวคือการพัฒนาที่ค่อนข้างถาวรในความสามารถในการปฏิบัติการเคลื่อนไหวที่มีทักษะซึ่งเป็นผลมาจากการฝึกฝนหรือประสบการณ์ ส่วนการวางแผนการเคลื่อนไหว (motor programming) คือการเตรียมพารามิเตอร์ของการเคลื่อนไหวโดยส่วนกลางก่อนและระหว่างการปฏิบัติ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมทฤษฎีเกี่ยวกับการวางโปรแกรมและการเรียนรู้การเคลื่อนไหว ความแตกต่างระหว่างประสิทธิภาพและการเรียนรู้ บทบาทของข้อมูลป้อนกลับและโครงสร้างการฝึกฝน และการปรับตัวของการเคลื่อนไหวต่อสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป เป็นการอ้างอิงเชิงการศึกษาเกี่ยวกับหลักการของการเรียนรู้และการวางแผนการเคลื่อนไหว ไม่ใช่ระเบียบวิธีสำหรับการออกแบบโปรแกรมการรักษาเฉพาะบุคคล

Core questions

• การเคลื่อนไหวถูกเตรียมและกำหนดพารามิเตอร์อย่างไรก่อนที่จะลงมือปฏิบัติ?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวในประสิทธิภาพกับการเรียนรู้ที่ยั่งยืน?
• ข้อมูลป้อนกลับ ความแปรปรวนของการฝึกฝน และข้อผิดพลาดขับเคลื่อนการปรับตัวของการเคลื่อนไหวและการได้มาซึ่งทักษะได้อย่างไร?

Key concepts

• โปรแกรมการเคลื่อนไหวทั่วไป
• ความแตกต่างระหว่างประสิทธิภาพกับการเรียนรู้
• ความรู้เกี่ยวกับผลลัพธ์และความรู้เกี่ยวกับประสิทธิภาพ
• โครงสร้างการฝึกฝน (แบบบล็อกเทียบกับแบบสุ่ม, แบบคงที่เทียบกับแบบแปรผัน)
• การปรับตัวของการเคลื่อนไหวและผลกระทบภายหลัง
• แบบจำลองไปข้างหน้าและแบบจำลองย้อนกลับ
• ขั้นตอนของการได้มาซึ่งทักษะ

Key theories

ทฤษฎี Schema ของการเรียนรู้การเคลื่อนไหว

Schmidt เสนอว่าผู้เรียนสร้างโปรแกรมการเคลื่อนไหวทั่วไป รวมถึง Schema การเรียกคืนและการจดจำจากการฝึกฝนที่หลากหลาย ซึ่งช่วยให้พวกเขากำหนดพารามิเตอร์การเคลื่อนไหวสำหรับสถานการณ์ใหม่ๆ แทนที่จะจัดเก็บการเคลื่อนไหวแต่ละครั้งแยกกัน

แบบจำลองภายใน / บัญชีการบูรณาการประสาทสัมผัสและการเคลื่อนไหว

การวางแผนการเคลื่อนไหวถูกคิดว่าอาศัยแบบจำลองภายในที่คาดการณ์ผลลัพธ์ทางประสาทสัมผัสของคำสั่งการเคลื่อนไหว การเรียนรู้จะอัปเดตแบบจำลองเหล่านี้เพื่อให้การเคลื่อนไหวยังคงแม่นยำเมื่อร่างกายหรือสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไป

Mechanisms

ก่อนการเคลื่อนไหว ระบบประสาทจะกำหนดพารามิเตอร์โดยใช้แบบจำลองภายในแบบคาดการณ์ (forward) ที่ประเมินผลลัพธ์ทางประสาทสัมผัสที่คาดหวัง ความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์ที่คาดการณ์ไว้กับผลลัพธ์จริงคือสัญญาณการเรียนรู้ (Wolpert 1995) เมื่อพลวัตของงานเปลี่ยนไป ผู้คนจะปรับตัวโดยการอัปเดตการแสดงภายในของพลวัตเหล่านั้น ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบภายหลังที่โดดเด่นเมื่อการเปลี่ยนแปลงถูกลบออก (Shadmehr 1994) ตลอดการทำซ้ำหลายครั้ง ผู้เรียนจะถูกคิดว่าสร้างโปรแกรมและโครงสร้างทั่วไปที่เป็นนามธรรมซึ่งสนับสนุนการถ่ายโอนไปยังงานเวอร์ชันใหม่ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการฝึกฝนที่หลากหลายจึงสามารถช่วยในการคงไว้ซึ่งความรู้ได้ แม้ว่าจะทำให้ประสิทธิภาพในทันทีช้าลง (Schmidt 1975; Krakauer 2019) ประเด็นหลักคือเงื่อนไขที่ปรับปรุงประสิทธิภาพระหว่างการฝึกฝนไม่ได้นำไปสู่การเรียนรู้ที่ยั่งยืนเสมอไป ดังนั้นการคงไว้ซึ่งความรู้และการถ่ายโอนความรู้ ไม่ใช่ประสิทธิภาพในระหว่างเซสชัน จึงเป็นตัวบ่งชี้ของการเรียนรู้ (Shumway-Cook 2017)

Clinical relevance

หลักการของการเรียนรู้การเคลื่อนไหวช่วยให้นักกายภาพบำบัดมีคำศัพท์สำหรับคิดเกี่ยวกับว่าการฝึกฝน ข้อมูลป้อนกลับ และความหลากหลายของงานอาจส่งผลต่อการฟื้นฟูการเคลื่อนไหวอย่างไร และสำหรับการแยกแยะระหว่างการพัฒนาชั่วคราวภายในเซสชันกับการเปลี่ยนแปลงที่ยั่งยืน หัวข้อนี้อธิบายวิทยาศาสตร์ของการเรียนรู้และการวางแผนการเคลื่อนไหว ไม่ใช่ข้อกำหนดสำหรับปริมาณ ตารางเวลา หรือการเลือกแบบฝึกหัดสำหรับแต่ละบุคคล

Evidence & guidelines

หัวข้อนี้มีพื้นฐานมาจากจิตวิทยาเชิงทดลองและประสาทวิทยาการเคลื่อนไหวมากกว่าแนวทางปฏิบัติทางคลินิก บัญชีพื้นฐานรวมถึงทฤษฎี Schema ของ Schmidt (1975) และการศึกษาแบบจำลองภายในของการปรับตัว (Wolpert 1995; Shadmehr 1994) ซึ่งสังเคราะห์ในบทวิจารณ์ร่วมสมัย (Krakauer 2019) และตำราฟื้นฟูสมรรถภาพ (Shumway-Cook & Woollacott 2017)

History

งานในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 20 ได้พิจารณาทักษะการเคลื่อนไหวส่วนใหญ่ในแง่พฤติกรรม ซึ่งนำไปสู่ทฤษฎี Schema ของ Schmidt ในปี 1975 ซึ่งกำหนดกรอบการเรียนรู้เป็นการสร้างโปรแกรมทั่วไปที่เป็นนามธรรมจากการฝึกฝนที่หลากหลาย ตั้งแต่ทศวรรษ 1990 ประสาทวิทยาเชิงคำนวณได้ปรับกรอบการวางแผนและการเรียนรู้เกี่ยวกับแบบจำลองภายในและข้อผิดพลาดในการคาดการณ์ โดยมีกระบวนทัศน์การปรับตัว (แรงสนาม, การหมุนของภาพและกล้ามเนื้อ) ที่ให้การวัดเชิงปริมาณว่าการแสดงการเคลื่อนไหวได้รับการอัปเดตอย่างไร

Debates

การพัฒนาประสิทธิภาพระหว่างการฝึกฝนเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของการเรียนรู้หรือไม่?

สิ่งที่พบอย่างต่อเนื่องคือเงื่อนไขการฝึกฝนบางอย่างช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพภายในเซสชัน แต่ไม่ช่วยในการคงไว้ซึ่งความรู้หรือการถ่ายโอนความรู้ ดังนั้นการวิจัยการเรียนรู้การเคลื่อนไหวจึงแยกแยะประสิทธิภาพจากการเรียนรู้ และถือว่าการคงไว้ซึ่งความรู้และการถ่ายโอนความรู้เป็นมาตรวัดที่แท้จริง

Key figures

• Richard Schmidt
• Daniel Wolpert
• Reza Shadmehr
• John Krakauer
• Anne Shumway-Cook

Seminal works

• schmidt-1975
• wolpert-1995
• shadmehr-1994
• krakauer-2019

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการเรียนรู้การเคลื่อนไหวและประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวคืออะไร?

ประสิทธิภาพคือความสามารถในการปฏิบัติการเคลื่อนไหวได้ดีเพียงใด ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งสามารถผันผวนได้ตามความเหนื่อยล้า แรงจูงใจ หรือเงื่อนไขการฝึกฝน การเรียนรู้คือการเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างถาวรในความสามารถในการเคลื่อนไหว ซึ่งประเมินจากการคงไว้ซึ่งความรู้และการถ่ายโอนความรู้ มากกว่าประสิทธิภาพในระหว่างเซสชัน

การปรับตัวของการเคลื่อนไหวคืออะไร?

การปรับตัวของการเคลื่อนไหวคือการปรับการเคลื่อนไหวอย่างค่อยเป็นค่อยไปต่อการเปลี่ยนแปลงที่ยั่งยืนในร่างกายหรือสภาพแวดล้อม เช่น การเพิ่มภาระ เมื่อการเปลี่ยนแปลงถูกลบออก การเคลื่อนไหวจะแสดงผลกระทบภายหลังในช่วงสั้นๆ ซึ่งเป็นหลักฐานว่ามีการอัปเดตการแสดงภายในของพลวัตใหม่