La stimulation cérébrale améliore l’apprentissage des habiletés motrices chez les personnes âgées – Neuroscience News

Aperçu: La stimulation DC transcrânienne anodique appliquée au cortex moteur peut aider à améliorer les troubles liés à l’âge dans l’apprentissage de nouvelles habiletés motrices.

La source: EPFL

Même si nous n’y pensons pas, chaque mouvement que nous faisons dans notre vie quotidienne est essentiellement une séquence d’actions plus petites dans un ordre spécifique. La seule fois où nous nous en rendons compte, c’est lorsque nous devons apprendre une nouvelle habileté motrice, comme un sport, un instrument de musique, une nouvelle routine de danse ou même un nouvel appareil électronique comme un smartphone ou une manette de jeu vidéo.

Sans surprise, de nombreuses recherches ont été menées pour découvrir comment les gens acquièrent des habiletés motrices séquentielles, la majorité des études portant sur de jeunes adultes en bonne santé. Des études auprès de personnes âgées (et l’expérience générale) montrent que plus nous vieillissons, plus il faut de temps et de difficulté pour acquérir de nouvelles habiletés motrices, ce qui indique un déclin de la capacité d’apprentissage lié à l’âge.

« Etant donné que l’apprentissage est essentiel pour s’adapter en permanence et rester intégré à la vie quotidienne, l’amélioration de ces fonctions altérées contribuera à maintenir la qualité de vie à mesure que nous vieillissons, d’autant plus que l’on observe une augmentation constante de l’espérance de vie dans le monde », a déclaré le professeur Friedhelm Hummel, qui détient la chaire Defitech de neuroingénierie clinique à la Faculté des sciences de la vie de l’EPFL.

Dans une nouvelle étude, Hummel et son doctorant Pablo Maceira-Elvira ont découvert que la stimulation cérébrale transcrânienne peut améliorer les troubles liés à l’âge dans l’apprentissage de nouvelles habiletés motrices.

L’étude a utilisé une méthode courante pour évaluer dans quelle mesure une personne apprend de nouvelles habiletés motrices, la « tâche du tapotement du doigt ». Il s’agit de taper une série de chiffres aussi rapidement et précisément que possible.

La tâche est populaire dans les études car elle simule des activités qui nécessitent une grande dextérité – comme jouer du piano ou taper sur un clavier – tout en fournissant une mesure objective de « l’amélioration », définie comme une personne augmentant sa vitesse sans perdre en précision.

Les scientifiques appellent cela un « changement dans le compromis entre vitesse et précision », et c’est une caractéristique importante de l’apprentissage. L’une des façons dont le cerveau réalise ce changement est de regrouper les actions motrices individuelles en soi-disant « morceaux moteurs »: des structures cérébrales émergentes spontanément qui réduisent la charge mentale d’une personne, tout en optimisant l’exécution mécanique de la séquence motrice.

« Les moteurs apparaissent de manière fiable lorsque les jeunes adultes s’entraînent en tapotant avec les doigts, mais des études antérieures montrent que chez les adultes plus âgés, il n’y a pas de blocs moteurs ou ils sont défectueux », explique Pablo Maceira-Elvira.

Le lève-tôt acquiert la motricité

L’étude a d’abord entraîné et testé des groupes d’adultes plus jeunes et plus âgés dans l’apprentissage d’un nouvel ensemble de tapotements des doigts, révélant des différences fondamentales entre les deux. Les jeunes adultes ont appris la tâche du tapotement du doigt le plus efficacement en donnant la priorité à l’amélioration de la précision lors de leur première séance d’entraînement, puis en se concentrant sur l’amélioration de leur vitesse par la suite. Cela a conduit à un changement dans le compromis entre vitesse et précision, créant très tôt des blocs de moteur efficaces.

Cela montre un dessin d'une personne jouant du piano
Un résumé visuel de l’étude. Crédit : Pablo Maceira-Elvira (EPFL)

« Les personnes âgées étaient moins susceptibles de montrer un apprentissage en ligne et un apprentissage hors ligne absent », explique Maceira-Elvira.

« En d’autres termes, alors que les jeunes adultes montrent de solides gains de performance au début de l’entraînement et s’améliorent du jour au lendemain, les adultes plus âgés s’améliorent à un rythme plus modéré et se détériorent même du jour au lendemain. » En revanche, les adultes plus âgés ont progressivement amélioré leur précision au cours de l’entraînement, ne produisant des blocs moteurs efficaces qu’après une pratique plus intensive.

Améliorations de la stimulation cérébrale

Des recherches approfondies ont été menées sur les nouvelles neurotechnologies qui peuvent restaurer les troubles d’apprentissage chez les personnes âgées.

«Des études récentes ont montré que nous pouvons améliorer l’acquisition des habiletés motrices en appliquant une stimulation cérébrale non invasive au cortex moteur, la stimulation anodique transcrânienne à courant continu (atDCS) générant un intérêt à la fois académique et commercial ces dernières années en raison de sa discrétion, de sa portabilité et l’abordabilité », déclare Hummel.

Dans la présente étude, les chercheurs ont appliqué atDCS aux participants et ont constaté que cela aidait les adultes plus âgés à améliorer considérablement leur précision plus tôt dans la formation et selon un schéma similaire à celui observé chez les jeunes adultes.

« La stimulation a accéléré le changement dans le compromis entre vitesse et précision et a permis une émergence plus précoce de blocs moteurs efficaces, 50 % des adultes plus âgés générant ces structures lors de la première séance d’entraînement », explique Maceira-Elvira.

Il ajoute : « L’étude suggère que l’atDCS pourrait au moins partiellement restaurer l’acquisition des habiletés motrices chez les individus ayant des mécanismes d’apprentissage altérés, en facilitant le stockage d’informations pertinentes pour la tâche, en réduisant rapidement la charge mentale et en améliorant l’exécution mécanique de la séquence. . « 

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« Ces études contribuent à une meilleure compréhension des déficits liés à l’âge dans l’acquisition des habiletés motrices et fournissent une nouvelle stratégie pour réparer ces déficits de manière non invasive », déclare Hummel. « Ces résultats ouvrent de nouvelles possibilités de stratégies interventionnelles adaptées à la phase d’apprentissage spécifique pour réparer les déficits dus au vieillissement en bonne santé ou aux troubles neurologiques tels que les accidents vasculaires cérébraux. »

À propos de cette actualité sur la stimulation cérébrale et l’apprentissage

Auteur: Nik Papageorgiou
La source: EPFL
Contact: Nik Papageorgiou – EPFL
Image: L’image est attribuée à Pablo Maceira-Elvira (EPFL)

Recherche originale : Libre accès.
« Acquisition de la motricité : les coordonnées spatiales priment » par Friedhelm Christoph Hummel et al. progrès scientifique


Résumé

Dissection de l’acquisition des habiletés motrices : les coordonnées spatiales priment

La pratique d’une séquence de moteur jusque-là inconnue conduit souvent à la consolidation de morceaux de moteur, ce qui permet une exécution précise à des vitesses croissantes.

Des études d’imagerie récentes suggèrent que la fonction de ces structures est plus liée à l’encodage, au stockage et à la récupération des séquences qu’à leur seule exécution.

Nous avons constaté que l’acquisition optimale des habiletés motrices donne la priorité au stockage des caractéristiques spatiales de la séquence en mémoire plutôt qu’à leur exécution rapide au début de l’entraînement, comme suggéré par Hikosaka en 1999.

Ce processus, apparemment diminué chez les adultes plus âgés, a été partiellement restauré par une stimulation DC transcrânienne anodique à travers le cortex moteur, comme en témoignent une nette amélioration de la précision et une émergence plus précoce mais progressive de morceaux moteurs.

Ces résultats suggèrent que l’apparition des engine chunks est précédée du stockage de la séquence en mémoire, mais pas la conséquence directe ; plutôt, ces structures dépendent et sont le résultat de l’exercice moteur.

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