Традиционно SoA объяснялось с помощью фреймворка, называемого компараторной моделью. "Согласно этой модели, мозг отображает предсказанные результаты действий, называемые внутренней моделью. SoA возникает, когда эти предсказания совпадают с реальной сенсорной обратной связью", - сказал Такуми Танака, доцент Высшей школы гуманитарных наук и социологии Токийского университета и соавтор текущего исследования.

Проблема возникает при рассмотрении вопроса о приобретении новых двигательных навыков, таких как изучение вида спорта или повторное изучение повседневных действий после неврологической травмы. В то время как модель сравнения предполагает, что результаты действий частично предсказуемы, новые учащиеся вместо этого часто сначала пробуют действовать и исследуют, что происходит в результате. "Этот процесс называется моторным исследованием, которое помогает сформировать внутреннюю модель и обобщить полученные результаты", - сказал Танака.

Команда задалась целью понять, как развивается SoA в новых сценариях моторного обучения. Чтобы решить эту проблему, было необходимо отслеживать изменения в SoA с этапа предварительного обучения, когда прогнозы еще не сформированы.

Задача моторного обучения, выбранная для исследования, включала в себя использование информационной перчатки для управления курсором на экране с помощью движений пальцев. Исследование было разделено на два эксперимента. Первый требовал, чтобы участники изучали пространственное картографирование "от руки к экрану" с нуля методом проб и ошибок. На каждом этапе обучения исследователи измеряли, насколько сильно участники чувствовали, что они контролируют курсор, в том числе когда движение курсора было слегка искажено в пространстве или во времени. Результаты показали, что на этапе предварительного обучения участники в первую очередь полагались на временную синхронность движений рук и курсора, чтобы судить о том, контролируют ли они ситуацию. "Однако после достаточной практики участники почувствовали бы, что движение курсора совпадает с их собственным, когда оно соответствует выученному отображению - тенденция, которая была более выражена у тех, кто достиг более высокого уровня владения языком", - сказал Танака.

Аналогичного улучшения SoA не наблюдалось во втором эксперименте, который был разработан для подавления моторного исследования путем того, что участники просто имитировали представленные жесты для перемещения курсора в целевое положение. "Это, - по словам Танаки, - указывает на то, что простого запоминания ассоциаций жестов с курсором недостаточно; чтобы развить сильное чувство самостоятельности, учащиеся должны активно изучать лежащие в их основе правила, например, что сгибание указательного пальца перемещает курсор вправо. Мы называем это структурным представлением, и, похоже, оно развивается благодаря моторному исследованию".

Это исследование дает ключевую информацию об эволюции SoA в процессе приобретения новых двигательных навыков. Это обогащает существующие SoA-фреймворки, проясняя происхождение процесса сравнения, и может помочь в будущем усовершенствовать приложения в области реабилитации, виртуальной реальности и интерфейсов мозг-машина.