工作记忆在新学技能跨肢体泛化中的关键作用：解开认知与运动记忆的交互谜题

《Scientific Reports》：Role of working memory in interlimb generalization of newly learned skills

研究人员探究工作记忆对新学技能跨肢体泛化的影响，发现长时训练后无影响，短时训练后有干扰。

　　在人类的学习与成长过程中，运动技能的掌握至关重要。从孩童学习走路、写字，到运动员进行专业训练，每一项运动技能的习得都伴随着记忆的形成与巩固。然而，一个有趣的现象引发了科学家们的思考：当我们用一只手学会了一项新技能，比如弹钢琴、使用筷子，这项技能能否在未经训练的另一只手上得到体现呢？这就是所谓的跨肢体泛化（interlimb generalization）。

以往研究表明，新获得的技能记忆确实可以跨肢体泛化，但影响这一过程的因素却并不明确。而且，在技能学习后进行其他认知要求较高的任务，是否会对技能泛化产生影响，也还是未解之谜。为了揭开这些谜团，来自比利时鲁汶天主教大学（Université catholique de Louvain）神经科学研究所和印度海得拉巴印度理工学院（Indian Institute of Technology Hyderabad）人文社科学院的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

在本次研究中，研究人员采用了多种关键技术方法。他们招募了 92 名 18 - 38 岁的右利手健康年轻人作为研究对象。实验借助数字化平板电脑（GTCO CalComp）和计算机屏幕构建实验装置，利用 Psychtoolbox 在 MATLAB 上设计任务。实验主要包括运动技能任务、工作记忆任务和控制任务。运动技能任务要求参与者用右手在特定时间内快速准确地从起始圈移动到随机出现的目标圈，通过计算空间误差和时间误差得出 “运动误差” 分数；工作记忆任务采用视空间 Corsi 块点击任务，控制任务则是对该任务进行修改，去除工作记忆要求。研究人员通过对不同实验数据进行分析，评估学习和泛化效果。

下面来具体看看研究结果：

1. 长时训练后工作记忆任务不影响泛化：在 Exp - 1（长时 - 立即）实验中，参与者在训练过程中学会了降低运动误差。无论是进行工作记忆任务还是控制任务的组，都表现出学习效果，且在完成二次任务后，两组均向未训练的左臂表现出跨肢体学习泛化。在 Exp - 2（长时 - 延迟）实验中，同样发现参与者成功学习了技能，并且在训练 24 小时后测试，跨肢体泛化明显，工作记忆任务和控制任务组之间没有差异。这表明长时训练后，进行工作记忆任务或控制任务，都不会阻碍跨肢体泛化。
2. 短时训练后工作记忆任务损害延迟泛化：在 Exp - 3（短时 - 延迟）实验中，尽管参与者在 50 次试验（10 个 bin）的短训练后运动表现有所提高，但与控制组相比，工作记忆组在 24 小时后的跨肢体泛化受到损害，在泛化测试中出现更多错误。进一步分析发现，短训练后进行工作记忆任务，会导致与运动准备时间相关的策略无法转移到未训练的手臂，且准备时间变长。这说明短时训练后进行工作记忆任务会干扰跨肢体技能泛化。
3. 技能学习和泛化策略的差异：研究人员还分析了参与者学习运动任务的策略以及这些策略是否会转移到未训练的手臂。在 Exp - 1 中，参与者在训练中提高了速度、减少了准备时间，但速度策略未转移；在 Exp - 2 中，两种策略都转移了；在 Exp - 3 中，控制组两种策略都转移且准备时间进一步优化，而工作记忆组仅速度策略转移，准备时间反而变差。这表明运动准备时间相关策略与工作记忆处理有关，而运动速度可能依赖其他脑区，不受工作记忆干扰。

综合研究结果与讨论，本次研究揭示了工作记忆在新学技能跨肢体泛化中的重要作用。短时技能训练后立即进行视空间工作记忆任务，会干扰 24 小时后的跨肢体技能泛化；而长时技能训练后，跨肢体泛化则不受工作记忆任务的影响。这一发现凸显了技能记忆和工作记忆两个系统之间的相互作用，表明工作记忆在技能学习早期阶段及其向未训练肢体的泛化过程中起着关键作用。这不仅有助于我们深入理解人类运动技能学习和记忆的神经机制，也为未来的运动康复、技能训练等领域提供了重要的理论依据，有望为相关实践带来新的思路和方法。