Nauczanie motoryczne oparte o wzmocnienie (z ang. reinforcement) jest definiowane jako poprawa w wykonaniu ruchu, zachodząca na podstawie informacji zwrotnej dotyczącej rezultatu tego ruchu. Oznacza to, że ta forma nauczania motorycznego zależy od zewnętrznej informacji zwrotnej dotyczącej sukcesu lub niepowodzenia ruchu, w odniesieniu do celu danego zadania. Niezależnie od tego, czy ruch zakończył się sukcesem czy porażką, uczący się nie otrzymuje informacji o tym, w jaki sposób ruch należy zmodyfikować (lub nie), aby odnieść sukces. Ten rodzaj nieukierunkowanej, zewnętrznej informacji zwrotnej skłania uczącego się do badania różnych strategii ruchowych i wybierania działań, które mają najwyższe prawdopodobieństwo sukcesu, przy jednoczesnym unikaniu działań o niskim prawdopodobieństwie sukcesu.
Uważa się, że zwoje podstawy mózgu są główną strukturą zaangażowaną w wybór ruchów, które skutkują sukcesem w zadaniu. Potencjalnie, pośredniczy w tym układ dopaminergiczny związany z nagrodą, w której aktywność neuronów dopaminergicznych wzrasta w odpowiedzi na sukces w wykonaniu zadania na wczesnych etapach praktyki.
Pierwotna kora ruchowa może być również zaangażowana w nauczanie motoryczne oparte o wzmocnienie, ponieważ ostatnie dowody wskazują, że wpływa ono na plastyczność w tych obszarach mózgu. Jest to bardzo istotna wiadomość z perspektywy fizjoterapii neurologicznej, w której postrzegamy plastyczność układu nerwowego jako podstawę nabywania lub odzyskiwania zdolności ruchowych.
Może to wynikać z połączeń między zwojami podstawy a pierwotną korą ruchową w obrębie obwodów podstawno-zwojowo-wzgórzowo-korowych.
Udział procesów poznawczych w nauczaniu motorycznym opartym o wzmocnienie nie jest jasny. Tradycyjnie uważano, że jest procesem bardziej nieświadomym lub automatycznym. Jedna z teorii zakłada, że udany ruch pojawiłby się spontanicznie podczas ćwiczeń z powodu naturalnej zmienności w ruchach danej osoby, co prowadziłoby do automatycznego ukierunkowania przyszłego wyboru ruchu na ten, który przyniósł sukces lub nagrodę. Jednak obecnie wydaje się, że celowa eksploracja różnych ruchów w poszukiwaniu udanej strategii ruchowej może być kluczowa dla uczenia się opartego o wzmocnienie. Dodatkowo, wyraźna kontrola lub rozwój celowej strategii może również odgrywać ważną rolę w tej formie nauczania motorycznego.
Na podstawie tych nowych badań sugeruje się, że może wymagać większego zaangażowania procesów poznawczych niż pierwotnie zakładano.
Efektem tej strategii nauczania może być poprawa wykonania widoczna już w trakcie sesji. Pomimo pozornego wolniejszego tempa uczenia się w tym mechanizmie, wzmocnienie jest związane z dłuższą retencją nabytych ruchów, czyli dłuższym utrzymywaniem się wypracowanego efektu uczenia.
Ten mechanizm uczenia się jest szczególnie atrakcyjny przy projektowaniu działań o długotrwałych efektach.
Ostatnio badacze zaczęli analizować, jak retencję opartą na wzmocnieniu można połączyć z mechanizmami uczenia się, które prowadzą do szybszych początkowych zmian w zachowaniu motorycznym, aby było one zarówno szybko nabywane, jak i długotrwałe.
Na przykład grupy badawcze, które dodają informację zwrotną opartą na sukcesie do adaptacji czuciowo-ruchowej lub protokołów wymagających ćwiczenia nowego zadania, zauważyły lepsze utrwalenie umiejętności w porównaniu z protokołami, które nie wykorzystują uczenia się przez wzmocnienie.
Wyżej przedstawione informacje stawiają przed fizjoterapeutami bardzo duże wyzwanie. Zwracają uwagę na to, aby w pewnym momencie móc pozwolić pacjentowi eksplorować i doświadczać ruch. Popełnianie błędów w trakcie wykonywania ruchów (oczywiście takich, które nie zagrażają bezpieczeństwu) i wyciąganie z nich wniosków może być podstawą nabywania nowych zdolności motorycznych. Ważne jest ustalenie poziomu, w którym dane zadanie jest dla pacjenta wyzwaniem, a nie frustracją.
Zamieszczamy dwa przykłady zadań, w których pacjent ma osiągnąć konkretny cel.
- Torowanie fazy podporowej lewej kończyny dolnej.
To zadanie ma na celu poprawę funkcji podporowej lewej kończyny dolnej. Terapeuta stoi za pacjentem i wspomaga go odciążając tułów, przez co ułatwia wykonanie ruchu.
Z prawej strony ustawiona jest komoda, która stanowi dodatkowe źródło stabilizacji.
Pacjent jest miłośnikiem piłki nożnej, dlatego zadanie zostało dobrane w taki sposób, aby mieć odniesienie do emocji i bardziej zaangażować go w zadanie. Takie podejście może potencjalnie wzmóc system nagrody. Za każde trafienie pacjent wrzuca piłeczkę do koszyka. Piłeczki były podawane z lewej strony, tak aby musiał je zlokalizować, przenieść środek masy nad lewą kończynę dolną, wziąć piłeczkę i wrzucić do koszyka. Przy 8 trafieniach pacjent w nagrodę dostaje ulubioną kawę, co jest dodatkowym zastrzykiem dopaminy.
2. Torowanie wznosu kończyny przez zgięcie w pierwszych 60 stopniach ruchu.
To zadanie ma na celu poprawę zgięcia kończyny górnej w pierwszych 60 stopniach ruchu. Jest o tyle istotna faza ruchu, ponieważ łopatka musi pełnić funkcję stabilizacyjną przy jeszcze niewielkim zakresie mobilności na klatce żebrowej w porównaniu z pozostałymi fazami ruchu. Jest to bardzo częsty moment, w którym pojawia się kompensacja i pacjenci wykonują ruch we wzorcu odwiedzenia z rotacją wewnętrzną.
Terapeutka ogranicza środowisko przez postawienie bloku, który ma wytyczać granice ścieżki ruchu kończyny górnej. Dodatkowo wspiera pacjenta torując ruch.
Zadanie polega na wrzuceniu piłeczki do koszyka albo nalania wody do kubka.
Zadania dla kończyny górnej bardzo często są motywujące, ponieważ to ona w dużym stopniu decyduje o naszej sprawczości w życiu codziennym. Dla wielu pacjentów te zadania są trudne na poziomie emocjonalnym. Dlatego bardzo ważne jest, aby zbilansować poziom zadania w taki sposób, aby było wyzwaniem a nie frustracją.
Autorzy tekstu:
Mgr Tomasz Waraksa (fizjoterapeuta, członek PSTB) , Marta Wojewoda (fizjoterapeutka, członkini PSTB).
Recenzja/wsparcie merytoryczne:
Dr hab. Agnieszka Śliwka (fizjoterapeutka, instruktorka IBITA)
Bibliografia:
- Leech KA, Roemmich RT, Gordon J, Reisman DS, Cherry-Allern KM. Updates in Motor Learning: Implications for Physical Therapist Practice and Education. Physical Therapy. 2022;102:1-9.