The impact of dual-tasking on sequence learning

Abstract

Movement sequences are crucial in our daily routines, such as tying our shoes, signing our names, or playing the piano. We typically execute these movement sequences in conjunction with other tasks. For instance, we might drink a cup of coffee while listening to the news or compose a text message while talking to a friend. We can sometimes successfully execute both tasks simultaneously without any performance detriment. However, there are instances when we fail, and either one or both tasks suffer. This dissertation investigates the impact of dual-tasking on movement sequence learning. The movement sequences consisted of flexion-extension movements of the elbow. Specifically, two distinct types of movement sequence tasks are employed: a 16-element task and a continuous sequence task. The 16-element task is used to examine the stability of a response structure against a dual-task, and the continuous sequence task is used to investigate the attention demands of sequence representations. The following experiments were conducted to accomplish the research objectives: First, the impact of a dual-task on the response structure (16-element task) was investigated. Second, the effect of multiple days of single-task practice on the attentional demands of sequence representations (continuous sequence task) was examined. Third, the impact of dual-task practice on the shift of attentional demands of sequence representations (continuous sequence task) was examined. According to the results, the response structure of the 16- element task showed partial stability against the secondary task. The secondary task did not affect the element duration. However, the zero crossings increased during the transition from one subsequence to another in the dual-task situation (Experiment 1). For the continuous sequence task, attention is required by the motor and visual-spatial sequence representation, regardless of the number of single-task practice sessions. During an early practice stage, the visual-spatial representation was vulnerable to a secondary task (Experiment 2). The attentional demands of the visual-spatial and motor representations were unaffected by dual-task practice. Attentional demands were higher at the beginning than at the middle and the end of the movement execution (Experiment 3).

Bewegungssequenzen sind entscheidend fu r unsere ta glichen Routinen, wie das Binden unserer Schuhe, das Unterschreiben unseres Namens oder das Klavierspielen. In der Regel fu hren wir diese Bewegungssequenzen in Verbindung mit anderen Aufgaben aus. So trinken wir eine Tasse Kaffee, wa hrend wir uns die Nachrichten im Radio anho ren, oder wir verfassen eine Textnachricht, wa hrend wir mit einem Freund sprechen. Manchmal gelingt es uns, beide Aufgaben gleichzeitig auszufu hren, ohne dass die Leistung darunter leidet. Es gibt jedoch auch Fa lle, in denen wir versagen und entweder eine oder beide Aufgaben darunter leiden. Diese Dissertation befasst sich mit den Auswirkungen von Doppelta tigkeiten beim Lernen von Bewegungssequenzen. Die Bewegungssequenzen bestanden aus Flexions- und Extensionsbewegungen des Ellenbogengelenks. Es werden zwei unterschiedliche Sequenzaufgaben verwendet, die 16-Elementen Aufgabe und die kontinuierliche Sequenzaufgabe. Mithilfe der 16-Elementen Aufgabe wird die Stabilita t einer Sequenzstruktur gegen eine Zweitaufgabe untersucht, wobei die kontinuierliche Sequenzaufgabe die Aufmerksamkeitsanforderungen der Sequenzrepra sentationen untersucht. Es wurden folgende Experimente durchgefu hrt: Das erste Experiment untersucht den Einfluss einer Doppelaufgabe auf die Sequenzstruktur (16-Elementen Aufgabe). Das zweite Experiment pru ft die Auswirkung einer ausgedehnten Single-Task-U bungsphase auf die Aufmerksamkeitsanforderungen von Sequenzrepra sentationen (kontinuierliche Sequenzaufgabe). Das dritte Experiment analysiert den Einfluss von Dual-Task-U bung auf die Verschiebung der Aufmerksamkeitsanforderungen von Sequenzrepra sentationen (kontinuierliche Sequenzaufgabe). Die Ergebnisse zeigen, dass die Sequenzstruktur der 16-Elementen Aufgabe gegenu ber der Sekunda raufgabe teilweise stabil ist. Die Sekunda raufgabe hatte keinen Einfluss auf die Zeitspanne, die beno tigt wird, um von einem Zielelement zum na chsten zu gelangen (Element Duration). Allerdings stiegen die Nulldurchga nge (Zero Crossings) beim U bergang von einer Teilsequenz zur na chsten in der Dual-Task-Situation an (Experiment 1). Die Aufmerksamkeit wird von der motorischen und visuell-ra umlichen Sequenzrepra sentation beansprucht, unabha ngig von der Anzahl der Single-Task-U bungstage. Wa hrend der fru hen U bungsphase war die visuell-ra umliche Repra sentation anfa llig fu r eine Sekunda raufgabe (Experiment 2). Die Aufmerksamkeitsanforderungen der visuell-ra umlichen und der motorischen Repra sentation wurden durch die Dual-Task-U bung nicht beeinflusst. Die Aufmerksamkeitsanforderungen waren zu Beginn ho her als in der Mitte und am Ende der Bewegungsausfu hrung (Experiment 3).