ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2013, том 63, № 5, с. 565-570
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.76+612.82
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ЗАПОМИНАНИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДВИЖЕНИЙ ВЕДУЩЕЙ И СУБДОМИНАНТНОЙ РУКИ
© 2013 г. В. А. Ляховецкий, Е. В. Боброва
Лаборатория физиологии движений Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург,
e-mail: v_la2002@mail.ru Поступила в редакцию 26.11.2012 г.
Принята в печать 11.02.2013 г.
Исследовали возрастные особенности моторной кратковременной памяти при воспроизведении запомненной последовательности шести движений правой или левой руки двумя группами испытуемых (правши 18—25 и 35—60 лет). Показано, что средние величины всех ошибочных движений достоверно выше в группе старших испытуемых. Более подробный анализ показывает, что степень ошибочности увеличивается с возрастом только для ведущей правой, но не субдоминантной левой руки. Данные соответствуют сведениям о возрастном уменьшении межполушарной асимметрии и более выраженном ухудшении точности движений ведущей руки. Анализ данных в рамках гипотезы о межполушарной специфичности кодирования информации о движениях (специализация правого полушария на абсолютном позиционном кодировании, левого — на относительном векторном, т.е. кодировании движений) дает основания предполагать, что с возрастом ухудшается функционирование левополушарной системы относительного кодирования.
Ключевые слова: возрастные изменения, последовательности движений, кратковременная моторная память, правая и левая рука, межполушарная асимметрия, кодирование положений и движений.
Age Differences in Memorizing of Sequence of Movements of Leading and Subdominant Hand
V. A. Lyakhovetskii, E. V. Bobrova
Movement Physiology Laboratory, Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg,
e-mail: v_la2002@mail.ru
Age-specific features of motor short-term memory were studied. Two groups of right-handed volunteers (18—25 and 35—60 years old) reproduced the memorized sequence of six movements by the right hand or by the left one. The mean values of erroneous movements are shown to be significantly higher in elder group, demonstrating the age-dependent reduction of motor short-term memory capacity. More detailed analysis of reproduction of separate elements of the sequence demonstrates that the age-dependent increasing of error value is significant for the leading right hand, but not for the subdominant left one. The data obtained are consistent with the evidences about age-dependent reduction of hemispheric asymmetry and about more pronounced reduction of the accuracy of the movements of the leading hand. According to the hypothesis about hemispheric specialization in coding of movement information (right hemisphere specialization on absolute positional coding, the left one — on relative vector coding, i.e. coding of the movements) the data suppose the age-dependent reduction of the left-hemisphere system of relative coding. The reduction of memory capacity apparently can be explained by the reduction of role of the left hemisphere in functioning of the short-term motor memory owing to age-dependent reduction of hemispheric asymmetry.
Keywords: age-dependent differences, sequence of movements, short-term motor memory, right and left hand, hemispheric asymmetry, positional and movement coding.
DOI: 10.7868/S0044467713050067
Реализация любого практического действия предполагает наличие и развертывание соответствующей ему внутренней программы, хранящейся в памяти [2]. При воспроизведении хорошо известных движений основная нагрузка ложится на долговременную моторную память, при формировании новых двигательных навыков необходимо участие моторной кратковременной памяти (КП). Моторная КП характеризуется емкостью, а также точностью запоминания параметров движений и скоростью припоминания этих параметров [5, 19]. Считается, что емкость моторной КП несколько ниже емкости зрительной КП [5, 15]. При взрослении емкость моторной КП несколько увеличивается [15], а затем, по мере старения, начинает снижаться [18]; при старении также может уменьшаться скорость воспроизведения и точность запомненных в КП движений [1, 19]. Возрастное ухудшение характеристик КП в целом объясняют возрастающими трудностями организации временного хранения и целенаправленной обработки информации [16]. Сведений о возрастных изменениях моторной КП в зависимости от того, ведущая или субдоминантная рука используется при запоминании движений, в литературе не обнаружено.
Целью настоящей работы было исследование точности немедленного воспроизведения запомненных последовательностей движений правой или левой руки в зависимости от возраста.
МЕТОДИКА
Испытуемые. В экспериментах принимали участие две группы испытуемых. В первую группу (18—25 лет) входили 37 испытуемых, 5 мужчин и 32 женщины, во вторую (35—60 лет) — 25 испытуемых, 7 мужчин и 18 женщин. Оценка латеральности проводилась по тесту [17].
Процедура эксперимента. Перед началом опыта испытуемому показывают образец тестового листа, не используемого в эксперименте. Это лист бумаги формата А4, разделенный на 24 (6 х 4) квадрата, в которых в случайном порядке располагаются цифры от 1 до 6 (каждая цифра в своем квадрате). Затем испытуемому завязывают глаза, и экспериментатор перемещает его руку по тестовому листу. В начале опыта рука испытуемого устанавливается в центр листа. При каждом пере-
мещении экспериментатор устанавливает руку испытуемого в центр квадрата с соответствующим номером, и испытуемый пишет рукой цифру, соответствующую номеру данного перемещения. После окончания последовательности движений экспериментатор возвращает руку испытуемого в центр листа. Задачей испытуемого является немедленное воспроизведение последовательности. Перемещая руку по листу, он пишет на нем в запомненных квадратах цифры от 1 до 6, соответствующие номеру данного перемещения. При этом локоть испытуемого не касается поверхности стола и не фиксирован.
Процедура тестирования осуществляется 2 раза, с использованием разных тестовых листов, сначала для ведущей, а затем для субдоминантной руки.
Обработка экспериментальных данных. Цифры, написанные испытуемым, привязываются к тем квадратам, в которых находится большая часть цифры. Для каждого /-того перемещения руки определяются следующие величины, характеризующие точность запомненного движения.
1. Ошибка положения руки как евклидово расстояние еР 1 между квадратом, выбранным испытуемым, и правильным квадратом. Характеризует абсолютный (позиционный) способ представления положения рабочей точки руки
еР = а/(Хг - Хс)2 + У - Ус)2,
где / = 1-6, (ж/,, У/г) и (Х/с, у с) - координаты центров /-тых квадратов на этапе запоминания (г) и на этапе воспроизведения (с) (в условных единицах).
Движение ошибочно с точки зрения запоминания положения, если еР/ > 0.
2. Ошибка направления движения руки как угол еМ/ между направлением движения руки при перемещении ее экспериментатором на этапе запоминания (а/г) и направлением движения руки (а /с) при самостоятельном перемещении ее испытуемым на этапе воспроизведения. Характеризует относительный (по отношению к положению предыдущей рабочей точки) способ представления положения рабочей точки руки
еМI = \аг - а(с|,
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ЗАПОМИНАНИИ
567
Таблица 1. Среднее количество правильных движений для двух возрастных групп
Table 1. Mean quantity of correct movements in two age groups
Группа/Рука Субдоминантная Ведущая
Первая 39% 35%
Вторая 31% 31%
где air = arctg Уг y(i-1)r, ac = arctg У'с y(i-1)c, i =
xir — x(i-1)r xic — x(i-1)c
= 1-6, X0r = X0c = 3.5, У0г = y0c = 2.5, (X0, y,) - координаты центра листа (начальное положение руки испытуемого).
Движение ошибочно с точки зрения запоминания направления, если eMt > 0.
Для ведущей и субдоминатной руки каждого испытуемого определяли количество правильных движений (т.е. движений, заканчивающихся в указанном экспериментатором квадрате), а также находили среднее значение
eP и eM по всем шести движениям. Далее находили среднее количество правильных движений, а также eP и eM для обеих групп.
Для каждого из шести движений ведущей и субдоминантной руки в каждой группе
определяли среднее значение ePi error для движений, ошибочных с точки зрения запоминания положения, и среднее значение eMierror для движений, ошибочных с точки зрения запоминания направления.
ePi error и eMi error характеризуют степень ошибочности неверно запомненных движений, они прямо не связаны с числом правильно запомненных движений. Напротив, eP и eM характеризуют общую точность за-
помненных движений, они убывают по мере увеличения количества правильно запомненных движений.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Тестовое задание оказалось достаточно сложным для испытуемых. Среднее количество правильных движений для ведущей и субдоминантной руки испытуемых обеих групп приведено в табл. 1. Видно, что в обеих группах процент правильных движений для субдоминантной руки не ниже, чем для ведущей руки. Для второй группы процент правильных движений обеих рук несколько меньше (р = 0.3), чем для первой.
Значения средних ошибок положения и направления движения для субдоминантной и ведущей руки испытуемых обеих групп приведены в табл. 2. Для второй группы как средние величины ошибок положения, так и средние величины ошибок по направлению достоверно выше, чем для первой. Это свидетельствует о достоверном возрастном уменьшении объема кратковременной моторной памяти.
Значения средних величин ошибочных по положению и по направлению движений при воспроизведении отдельных элементов последовательности (с первого по шестой) ведущей рукой приведены в табл. 3. Достоверного отличия достигают значения средних величин ошибок направления только для третьего движения. Вместе с тем для каждого из шести запоминаемых движений значения точности ниже для старшей возрастной группы, что достоверно по критерию знаков (р < 0.05). Таким образом, можно говорить о достоверном возрастном увеличении степени ошибочности движений ведущей
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.