儿童与成人运动序列学习:脑激活时间进程与表征稳定性的年龄差异

人类具备一种惊人的能力,能够在有限的练习后习得复杂的动作序列。动作序列学习涉及由多个脑区构成的分布式网络,这些脑区表现出不同的学习相关变化:前额叶皮层(PFC)主要在学习早期参与,而初级运动皮层(M1)则在学习后期越来越多地参与。由于在个体发育过程中,运动相关脑区的成熟相对早于PFC,我们考察了儿童与成人在支撑动作序列学习的神经变化时间进程上存在何种差异。通过使用功能性磁共振成像(fMRI),我们...
神经科学

人类具备一种惊人的能力,能够在有限的练习后习得复杂的动作序列。动作序列学习涉及由多个脑区构成的分布式网络,这些脑区表现出不同的学习相关变化:前额叶皮层(PFC)主要在学习早期参与,而初级运动皮层(M1)则在学习后期越来越多地参与。由于在个体发育过程中,运动相关脑区的成熟相对早于PFC,我们考察了儿童与成人在支撑动作序列学习的神经变化时间进程上存在何种差异。

通过使用功能性磁共振成像(fMRI),我们比较了儿童(7—10岁,N = 39,女性17名)和成人(20—32岁,N = 39,女性19名)在一项联结性视觉运动学习任务中的脑激活。在两个年龄组中,反应时间均随着序列重复而缩短,且成人的缩短幅度大于儿童。跨年龄组来看,学习早期与PFC激活增强相关,而学习后期则表现为左侧M1和双侧辅助运动区激活增加。随着序列重复,儿童和成人均表现出相似程度的PFC激活下降以及PFC—M1连接性降低。

相较之下,成人在左侧M1中表现出更大的学习相关激活增加,以及多变量模式稳定性的更大提升。综合而言,这些发现表明,尽管两个年龄组在学习早期都会以相似方式调动PFC,以支持控制需求的增加,但儿童在M1激活调节和表征相似性方面的变化较不显著,这提示M1形成稳定的、与序列相关的表征的能力在童年中期可能仍处于发展之中。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.12.724531v1?rss=1

🏷️ 运动序列学习 功能磁共振成像 前额叶皮层 初级运动皮层 脑发育 多变量模式稳定性

Administrator 2026年5月13日
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