Learning a motor skill: Effects of blocked versus random practice. A review

<span>Procedural learning refers to the ability to learn new perceptual, motor or cognitive skills. While many studies have explored procedural learning abilities in patients with different types of brain damage, the cognitive mechanisms involved in the acquisition of a new skill are still not well understood. The present review focuses on the conditions that optimise skill acquisition, and more specifically on the contextual interference effect (CIE), which refers to the advantage of a 'random' over a 'blocked' practice condition in skill learning tasks. According to both the 'elaboration' and 'reconstruction' hypotheses, the CIE can be explained by the fact that the random schedule requires more cognitive activity than the blocked one. However, if the CIE has been consistently demonstrated in laboratory studies, it is not so clear in field-based studies. We discuss this 'laboratory and field dilemma', and suggest that two main factors – task complexity and individual variables – may explain the discrepancy between the two types of studies.</span

La mémoire procédurale dans le vieillissement normal et pathologique: Impact du mode d'apprentissage

Ce travail de thèse avait pour objectif principal de contribuer à une meilleure compréhension de la mémoire procédurale dans le vieillissement normal et pathologique. Plus spécifiquement, nous avons tenté de déterminer de manière plus précise l’impact du mode d’entraînement afin d’identifier les conditions qui optimisent l’acquisition de nouvelles habiletés dans le vieillissement normal et pathologique.Avant d’examiner plus précisément les implications de nos résultats sur les plans théorique et clinique, il convient tout d’abord d’en faire un bref récapitulatif. L’Etude 1 comportait un double objectif : (1) développer une épreuve évaluant l’acquisition de nouvelles habiletés perceptivo-motrices qui serait facilement applicable dans un contexte clinique ; (2) étudier l’impact du mode d’entraînement sur l’acquisition de ces nouvelles habiletés chez des sujets adultes. Dans cette perspective, nous avons créé une version informatisée du paradigme de dessin en miroir. Dans cette tâche, les sujets devaient parcourir des figures géométriques, le plus rapidement possible, à l’aide d’une souris d’ordinateur inversée. Afin de poursuivre nos objectifs, trois expérimentations ont été menées. Dans l’expérience 1, deux types d’entraînement étaient comparés : un entraînement constant et un entraînement variable. Nous pensions que ce dernier engendrerait de plus faibles performances durant la phase d’acquisition, mais de meilleures performances lors de la phase test. Cependant, aucune différence de performance n’est apparue entre les deux conditions. Nous avons, dès lors, supposé que cette absence de différence puisse être liée à la nature de l’instruction donnée aux participants exigeant une grande rapidité. Ainsi, les sujets de la condition constante, parce qu’ils réalisaient la tâche à la limite de leurs possibilités, se trouvaient de facto dans une condition comparable (en termes d’investissement) à la condition variable. Dans l’expérience 2, une limitation de vitesse a été imposée sur les mêmes tâches afin de renforcer le contraste entre les conditions constante et variable. Cependant, aucune différence n’est apparue entre les groupes. A nouveau, nous avons postulé que la méthodologie employée n’était pas en mesure de mettre en évidence une différence entre les modes d’entraînement. En effet, durant l’expérimentation, il est apparu que les sujets des deux groupes commettaient de nombreuses erreurs engeandrant à leur tour un ralentissement du déplacement de la cible, obligeant donc les sujets à freiner et constamment contrôler leur mouvement. Par conséquent, il est possible que ce contrôle ait pu à nouveau rendre la condition constante comparable à la condition variable en termes d’investissement cognitif. Nous avons dés lors proposé une nouvelle consigne durant la phase d’acquisition de l’expérience 3 : réaliser le parcours en commettant le moins d’erreurs possible et sans contrainte de temps. Cette nouvelle adaptation n’a pas, une fois encore, permis de mettre en évidence de différence d’apprentissage entre les diverses conditions d’entraînement (constante, bloc et variable). Ces résultats suggèrent que la tâche de dessin en miroir informatisée était trop complexe pour mettre en avant un effet du mode d’entraînement.L’Etude 2 comportait également un double objectif : (1) créer une épreuve de lecture en miroir permettant d’évaluer de manière plus précise l’acquisition de nouvelles habiletés perceptivo-verbales ; (2) explorer plus spécifiquement ces capacités dans le vieillissement normal et dans la maladie d’Alzheimer. En effet, après avoir remis en question la pertinence du paradigme de lecture en miroir de Cohen et Squire (1980), Masson (1986) a créé un nouveau paradigme mais n’avait, de façon étonnante, pas observé d’apprentissage procédural chez des sujets jeunes. Dans ce contexte, nous avons apporté plusieurs modifications (lettres majuscules, non-mots, sens de lecture) à ce paradigme afin de le rendre plus efficace dans l’évaluation de l’apprentissage procédural. Ainsi, notre première expérience montre chez des sujets jeunes un apprentissage avec une amélioration des performances entre la phase d’acquisition et la phase test tant pour des non-mots composés de lettres déjà traitées que pour des non-mots composés de nouvelles lettres encore jamais vues. Ces résultats suggéraient donc que la nouvelle version de cette tâche permettait d’évaluer l’apprentissage procédural et non plus un effet d’amorçage de répétition sur les lettres. Lors d’une seconde expérience, nous avons donc mis à profit cette tâche pour évaluer l’apprentissage de nouvelles habiletés perceptivo-verbales de manière plus fine et adaptée dans la maladie d’Alzheimer. Les résultats ont mis en évidence un effet d’amorçage de répétition chez les patients et les sujets âgés de contrôle mais un apprentissage procédural uniquement chez les sujets âgés de contrôle. Cette incapacité pourrait remettre en question l’idée générale selon laquelle l’apprentissage procédural est généralement préservé dans cette pathologie. Toutefois, la difficulté des patients à acquérir cette habileté pourrait être liée à une trop grande variabilité de la tâche utilisée. Dès lors, administrer cette même épreuve selon un mode plus constant pourrait permettre aux patients, par une diminution du recours aux processus contrôlés, d’acquérir cette habileté de lecture en miroir. Toujours dans le but d’explorer les capacités de mémoire procédurale dans le vieillissement pathologique, l’Etude 3 a investigué cet aspect dans la démence à corps de Lewy (DCL). Bien qu’un intérêt grandissant est né pour cette pathologie depuis quelques années, aucune étude n’a jusqu’ici tenté d’y investiguer le statut de la mémoire procédurale. Les résultats ainsi obtenus montraient que les patients DCL, tout comme les sujets âgés, amélioraient leurs performances entre la phase d’acquisition et la phase test tant pour les lettres déjà rencontrées que pour les nouvelles lettres. Dans l’Etude 4, nous avons voulu déterminer si un mode d’entraînement caractérisé par une plus faible variabilité, permettrait aux patients Alzheimer d’acquérir l’habileté de lecture en miroir. Concrètement, cette étude comportait également un double objectif : (1) investiguer l’impact du mode d’entraînement (bloc versus variable) dans un domaine perceptivo-verbal chez des patients Alzheimer ; (2) tester l’hypothèse selon laquelle un entraînement variable est caractérisé par un recours plus important au fonctionnement exécutif qu’un entraînement en bloc. Vingt-quatre patients Alzheimer ont été testés et deux conditions d’entraînement ont été comparées. La condition en bloc consistait à présenter des non-mots construits avec une première série de lettres (série A) et ensuite présenter des non-mots avec une autre série de lettres (série B). En revanche, dans la pratique variable, l’ensemble des non-mots étaient construits avec des lettres appartenant aux séries A et B simultanément. Il est apparu que les patients issus de la condition en bloc lisaient les non-mots composés de nouvelles lettres significativement plus vite que le groupe variable, qui lui, n’a pas amélioré sa performance. De plus, nos résultats ont confirmé l’implication du fonctionnement exécutif dans la pratique variable et non dans la pratique en bloc. Ces résultats montrent que des patients déficitaires sur le plan exécutif auront plus de difficultés à apprendre de nouvelles habiletés perceptivo-verbales au travers d’un entraînement variable

Skill Learning and Repetition Priming in Alzheimer’s Disease

Several studies have shown with the mirror reading paradigm that procedural learning and repetition priming might be preserved in the early stages of Alzheimer’s disease (Deweer et al., 1994). Repetition priming is demonstrated by the reading times improvement for repeated words, while procedural learning is demonstrated when this improvement is also observed for new words. Our hypothesis was that this improvement could be due to a repetition priming effect for the letters rather than to the learning of a mirror reading skill. Indeed, because the same letters are presented throughout the task, a repetition priming effect could be sufficient to explain the improvement of performance. In order to test this hypothesis, we have administered to 20 young and elderly subjects and to 20 Alzheimer’s patients a new mirror reading task including two phases: an acquisition phase comprising pseudo-words constructed with one part of the alphabet, and a test phase in which both pseudo-words constructed with the same part of the alphabet and pseudo-words constructed with another part of the alphabet were presented. Reading faster the new pseudo-words composed with the repeated letters would reflect a repetition priming effect, while reading faster pseudo-words composed with “new” letters would reflect a procedural learning effect. Results show comparable repetition priming effects in Alzheimer’s patients and in young and elderly subjects, whereas only young and elderly subjects showed a procedural learning effect. These results suggest, contrary to previous studies, that the learning of a new perceptual skill could be not preserved in Alzheimer’s disease

L'effets de l'organisation de l'entrainement à une tâche de lecture en miroir dans la maladie d'Alzheimer

Overview and aims: The contextual interference effect (CIE) – i.e., the advantage of a “random” over a “blocked” practice condition – has been shown in many studies on motor skill learning. In healthy populations, a random condition has a beneficial effect on transfer because it requires more cognitive investment, leading to more elaborated encoding. The aim of this study was to investigate the CIE in Alzheimer’s patients with a perceptual skill learning task: the mirror-reading paradigm. Methods: At each trial, 24 patients and 24 matched healthy subjects read pseudo-words presented as in a mirror. The blocked practice consisted in presenting pseudowords constructed with a subset of letters (set A), and then presenting pseudowords constructed with another subset (set B); in the random schedule, pseudo-words were constructed with letters belonging to both sets A and B. Transfer trials consisted of pseudowords built with new unlearned letters (set C). Results: Results show that, in the transfer block following the learning phase, the blocked group read in the mirror significantly faster than the random group, whose performance did not improve; moreover, only the random practice was correlated with executive functioning. Discussion and Conclusions: These results, which indicate that learning in AD is more efficient with a blocked schedule, are discussed in light of the current explanations of the CIE in both healthy subjects and AD patients

Impaired Acquisition Of A Mirror-Reading Skill In Alzheimer’s Disease

Several studies using the mirror-reading paradigm have shown that procedural learning and repetition priming may be preserved in the early stages of Alzheimer's disease (AD) (e.g., Deweer et al., 1994). According to the classical interpretation, improved reading time for repeated words is sustained by a repetition priming effect, while procedural learning is demonstrated when this improvement is also observed for new words. Following Masson (1986), the hypothesis tested in the present study was that improved reading of new words could also be due to a repetition priming effect rather than to the acquisition of a mirror-reading skill. Indeed, because the same letters are presented throughout the task, a repetition priming effect for the letters could suffice to explain the improvement in performance. To test this hypothesis, we administered to 30 healthy young and elderly subjects and to 30 AD patients a new mirror-reading task in two phases: an acquisition phase comprising pseudo-words constructed with one part of the alphabet, and a test phase in which both pseudo-words constructed with the same part of the alphabet and pseudo-words constructed with another part of the alphabet were presented. If the new pseudo-words composed with repeated letters were read faster, it would reflect a repetition priming effect; if pseudo-words composed of ‘new’ letters were read faster, it would reflect a procedural learning effect. The results show comparable repetition priming effects in AD patients and in healthy elderly subjects, whereas only healthy subjects showed a procedural learning effect. These results suggest, contrary to previous studies, that the learning of a new perceptual skill may not always be preserved in AD