神經科學家Daniel Wolpert在2011年的TED演講中拋出一項論點(演講連結),大腦演化和存在之目的是要精確地控制各類動作來適應環境的變化,動作也是人類和外界互動的唯一方式。許多神經疾患,譬如腦中風、腦性麻痺患者為了增進功能,或是長者為了延續健康狀態學習體能活動,職能治療和相關人員經常使用動作學習的理論原則,幫助服務對象熟練特定的技巧。

  動作學習中最常被討論的要素為練習的規劃和回饋的型態,前者譬如分散式或密集式練習、部份步驟或完整步驟練習,後者譬如間歇性或每次回饋 [1]。然而身為有主觀意識的個體,應該考慮個人動機對於學習的影響,了解如何藉由調控動機促進動作學習。Wulf和Lewthwaite共同提出的動作學習的最佳化理論,本文簡稱為OPTIMAL理論(Optimizing Performance Through Intrinsic Motivation and Attention for Learning theory),用以解釋和預測內在動機與動作學習之間的連動關係 [2]。

簡介OPTIMAL理論

  封面的圖整理了OPTIMAL理論的概念,有效率的動作學習應該讓個體在過程中專注於完成任務目標,降低將重心聚焦在身體運動的狀態,以下三點為促進這個歷程的關鍵

  • 自主性(Autonomy):在練習的過程中,增強學習者的自我控制(self-control),具體做法為提供學習者有選擇的機會,即使是微小的環節,像是器材、難度、任務順序、環境空間、協助程度等都是選項,譬如當天復健安排三個任務,先後順序由個案決定;平衡練習時,提供多種型號,但適合學習者當下能力的拐杖。治療師的指導語氣和內容,鼓勵學習者展現自主性,避免給人有強烈的控制感。Wulf和Lewthwaite認為,在支持自主性的情境(autonomy-supportive)底下學習,可促進學習者的自我效能以及控制感(sense of agency),都是有利提升表現和學習成果的因素,並且促進增強期待的效應 [2]。

  • 增強期待(Enhanced expectations):意思是提升個案對於練習表現和學習經驗的正面期待,提供正向和激勵式的回饋,甚至物質獎賞都是常用的做法,其他策略還有對比他人的表現(social-comparative feedback),譬如「剛剛你的表現,在我的經驗裡所有的中風病人中,比六七成的人更好」,調控學習者感受到的困難度(perceived difficulty),譬如治療師和個案共同設定一系列的短期(小)目標,以及成功完成的定義。增強期待除了有增加學習者動機和自信等心理層面的效應,也有促進大腦釋放多巴胺,參與神經可塑性重要的神經傳導物質,幫助固化記憶和動作學習 [3]。

  • 聚焦外在(External focus of attention):心理學賦予「注意力」許多定義,OPTIMAL理論所關注的注意力,則是指專注於運動相關的訊息和內容,可分為二大類型,聚焦外在—專注在運動帶來的效果和環境的線索;聚焦內在(internal focus)—專注在運動的肢體 [2]。以常見的平衡訓練為例(下圖),當採用聚焦外在的原則,治療師的指導語「試著將圈圈套入架子,注意你和架子的距離並保持平衡。」若選擇聚焦內在,指導語可能是「彎曲你的上半身,伸長你的手將圈圈套上,過程注意腳掌不要離地(或膝蓋、髖部、其它部位的表現)。」學界普遍認為聚焦外在除了能引發較佳的動作表現,練習結束後的延續效果和類化能力,都優於聚焦內在 [4, 5]。

遵從CC BY 4.0授權條款,圖片擷取自Inoue等人(J Neuroeng Rehabil, 2022)

       當上述三點都發揮效應時,Wulf和Lewthwaite使用「目標-行為產生連結」來形容這個狀態,移動肢體的意念很輕鬆地轉換為實際的肌肉活動,兩位學者也預測,此狀態底下大腦神經網絡的活動也會轉變,從休息時或專注自我時主導的預設模式網絡(default mode network),轉移到感覺運動網絡 [2, 3]。

應用OPTIMAL理論的實例

  Khalaji等學者驗證OPTIMAL理論是否促進老年人的動作學習,所有受試者沒有明顯的認知障礙,可以完成Timed Up-and-Go測驗,並且接受36次的平衡練習,實驗組將會在每次的練習,穿插使用自主性(請受試者選擇練習地墊的顏色)、增強期待(你的表現在平均水準以上)或者聚焦外在(腳踩的位置)其中一種,控制組則不提供特定的指示或選擇。兩組的受試者都隨練習而進步,但是實驗組的表現,無論在練習當下,或者在練習結束後1天的測驗,或者在類化任務的表現,均優於控制組並且效果顯著(效果值η2=0.84–0.93。註:η2>0.14即被認定該實驗具有大的效應,此處意義為實驗組造成的進步遠大於控制組)[6]。

許世賓職能治療師整理

參考資料

1.Winterbottom L. & Nilsen DM. Motor learning following stroke: mechanisms of learning and techniques to augment neuroplasticity. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2024;35(2):277–291

2.Wulf G. & Lewthwaite R. Optimizing performance through intrinsic motivation and attention for learning: The OPTIMAL theory of motor learning. Psychon Bull Rev. 2016;23(5):1382–1414

3.Wulf G. & Lewthwaite R. Translating thoughts into action: optimizing motor performance and learning through brief motivational and attentional influences. Curr Dir Psychol Sci. 2021;30(6):535–541

4.Chua et al. Superiority of external attentional focus for motor performance and learning: systematic reviews and meta-analyses. Psychol Bull. 2021;147(6):618-645

5.Chen et al. Attentional focus strategies to improve motor performance in older adults: a systematic review. Int J Environ Res Public Health. 2023;20(5):4047

6.Khalaji et al. Optimizing motor learning in older adults. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci. 2024;79(1):gbad120