Comment la pratique Hardwire mémoire à long terme Muscle?

Source: Esther Lim / Wikimedia Commons

Pourquoi est-ce qu'une fois que vous avez appris à faire du vélo ou à servir une balle de tennis, vous n'oublierez jamais la mémoire musculaire impliquée dans ces actions? Une équipe de neuroscientifiques a récemment identifié un nouveau mécanisme derrière la consolidation de la mémoire motrice à long terme.

L'étude de mars 2015, «Modélisation de la consolidation de la mémoire pendant les périodes de post-formation en apprentissage cérébello-vestibulaire», a été publiée dans les Actes de la National Academy of Sciences .

Chaque athlète, musicien, chirurgien – ou toute personne qui effectue régulièrement une habileté motrice qui s'adapte à la pratique – sait que la répétition et la pratique de la motricité deviennent automatiques. Les activités de tous les jours comme taper sur un clavier, conduire une voiture ou attacher vos lacets deviennent automatiques au fil du temps pour toute personne sans trouble neurologique. Que se passe-t-il dans le cerveau qui imprime et consolide la formation de la motricité dans la mémoire à long terme?

Le cervelet est le siège de la mémoire musculaire

• Narcissisme américain et tireurs de masse
• Est Outwitting votre cervelet le secret pour surmonter la peur?
• En parlant de "jeunesse", Jane Fonda touche à la "Superfluidité"
• Tirs de masse, éthique des médias et stigmatisation
• Pourquoi les psychopathes sont immunisés contre le bâillement contagieux

Quand j'étais jeune, mon père, Richard Bergland, MD, était mon entraîneur de tennis. Mon père était un neurochirurgien et un joueur de tennis de rang national qui croyait que son «œil pour le ballon» était directement lié à sa maîtrise de la salle d'opération. Il disait: «De cela, je suis absolument positif, devenir neurochirurgien était une conséquence directe de mon œil pour le ballon.

La capacité de verrouiller vos yeux sur une cible tout en attachant un noeud chirurgical ou frapper une balle de tennis dans le sweet spot de votre raquette s'appelle le réflexe vestibulo-oculaire (VOR) et est une fonction du cervelet. De nouvelles recherches ont identifié une connexion entre les cellules de Purkinje dans le cervelet et les neurones vestibulaires nucléaires travaillant ensemble pour former la mémoire motrice à long terme.

Illustration de cellules de Purkinje par Ramón y Cajal c. 1899

Source: Ramón y Cajal / Domaine Public

En tant qu'entraîneur dans les années 1970, mon père me disait: «Chris, pense à marteler et forger la mémoire musculaire contenue dans les cellules de Purkinje de votre cervelet à chaque coup.

• Planification de la réduction des risques de violence
• Le bleu est la couleur de mes gènes
• Trouble du spectre autistique – Lutter avec la communication
• Parenting un étranger
• #ThisPsychMajor répond à la demande du candidat que nous travaillons Fast Food

La vision traditionnelle de la mémoire motrice à long terme à laquelle mon père faisait référence était basée sur le «modèle de Marr-Albus» qui suggérait que la mémoire musculaire était le résultat de la dépression à long terme des synapses à fibres parallèles sur les cellules de Purkinje. le cervelet. Le résultat de la «dépression à long terme» réduit l'activité à la suite d'un stimulus qui permet la fluidité du mouvement et la précision de la motricité fine.

Les résultats de mars 2015 sont le fruit d'une collaboration entre des chercheurs de l'Université d'Electro-Communications et de l'Institut des sciences du cerveau RIKEN au Japon et l'Université de Californie à San Diego.

Les chercheurs ont pu intégrer les multiples mécanismes de plasticité du cervelet pour expliquer la formation de la mémoire motrice à long terme. Leurs résultats suggèrent que plusieurs mécanismes de plasticité dans le cortex cérébelleux et les noyaux cérébelleux / vestibulaires participent à la formation de la mémoire motrice à long terme.

Cervelet en rouge.

Source: Base de données des sciences de la vie / Wikimedia Commons

Pour cette nouvelle étude, Tadashi Yamazaki et ses collègues ont développé des simulations basées sur un modèle mathématique du réflexe optocinétique (OKR) dans le mouvement oculaire qui incluait la potentialisation à long terme (LTP). C'est un état d'efficacité accrue suite à un stimulus dans les synapses des neurones nucléaires vestibulaires.

Le réflexe optocinétique est une combinaison de mouvements saccadés et de poursuite douce de l'œil. L'OKR est vu quand un individu suit un objet en mouvement comme une balle de tennis avec ses yeux. Lorsque l'objet sort du champ de vision, la réponse réflexive consiste à replacer l'œil dans la position où il se trouvait lorsqu'il a vu l'objet pour la première fois. Ce réflexe se développe généralement vers l'âge de 6 mois.

Le modèle utilisé dans la nouvelle étude comportait deux sites de plasticité distincts qui fonctionnent ensemble et fonctionnent de manière synergique. Il a montré qu'une heure d'entraînement entraînait une augmentation à court terme du gain d'OKR, responsable de la dépression à long terme des cellules de Purkinje.

Fait intéressant, la répétition de cet entraînement une fois par jour augmente graduellement le niveau de gain d'OKR après l' entraînement, mais pas pendant l'entraînement. Cela a conduit à la potentialisation à long terme et au renforcement des connexions synaptiques pour lesquelles les neurones du noyau vestibulaire étaient responsables.

Les chercheurs ont été en mesure de reproduire les changements de gain OKR qui étaient compatibles avec les changements dans le réflexe vestibulo-oculaire (VOR) précédemment rapporté chez certaines souris manipulées par des gènes.

Conclusion: Le cervelet est la clé de la mémoire motrice dans le sport et la vie

Les chercheurs ont conclu que si une mémoire à court terme se forme dans les cellules de Purkinje après une heure d'entraînement, elle est ensuite transférée au neurone nucléaire vestibulaire où elle est consolidée dans la mémoire motrice à long terme.

Ces résultats ont des implications au-delà du terrain de jeu. Récemment, les cellules de Purkinje et la fonction cérébelleuse anormale ont été liées aux troubles du spectre autistique (TSA). Cette recherche pourrait contenir de nouveaux indices pour les interventions et les traitements pour les TSA.

C'est une période très excitante pour faire des recherches sur le cervelet. Les découvertes révolutionnaires sur le cervelet sont publiées à une vitesse vertigineuse. S'il vous plaît restez à l'écoute de la façon de l'athlète pour les dernières mises à jour sur le cervelet.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le cervelet, s'il vous plaît consulter un échantillon gratuit de The Athlete's Way ou mon précédent Psychology Today blog posts:

• "Non. 1 Raison La pratique rend parfait "
• "Les neuroscientifiques découvrent comment la pratique est parfaite"
• "La neuroscience du contact visuel"
• "La pratique seule peut-elle créer la maîtrise?"
• "Pourquoi est-ce que l'oubli provoque l'étouffement des athlètes?"
• "La recherche établit un lien entre la gravité de l'autisme et les déficiences motrices"
• "Comment le cervelet est-il lié aux troubles du spectre autistique?"
• "Comment les cellules de Purkinje dans le cervelet sont-elles liées à l'autisme?"
• "L'autisme, les cellules de Purkinje et le cervelet sont entrelacés"
• "Meilleure motricité liée aux meilleurs résultats académiques"
• "La coordination main-oeil améliore les compétences cognitives et sociales"
• "Comment le cervelet est-il lié au désordre bipolaire?"
• "La taille du cervelet est-elle liée à l'intelligence humaine?"
• "Zone cérébrale primitive liée à l'intelligence humaine"
• "Le cervelet influence profondément nos pensées et nos émotions"
• "Le cervelet contient de nombreux indices pour créer des robots humanoïdes"
• "Comment la posture corporelle affecte-t-elle l'apprentissage précoce et la mémoire?"
• "La neuroscience de savoir sans savoir"
• "La Mystérieuse Neuroscience de l'Apprentissage Automatique"
• "La neurobiologie de la grâce sous pression"
• "Vers un nouveau modèle Split-Brain: Cerveau Brain Down"
• "La neuroscience de calmer un bébé"
• "Pourquoi la danse est-elle si bonne pour votre cerveau?"
• "La neuroscience de la réussite durable de Madonna"
• "Gesturing engage les quatre hémisphères cérébraux"
• "Une raison de plus pour débrancher votre téléviseur"

© Christopher Bergland 2015. Tous droits réservés.

Suivez-moi sur Twitter @ckbergland pour les mises à jour sur les articles du blog de The Athlete's Way .

The Athlete's Way ® est une marque déposée de Christopher Bergland.