Cerebelární zapojení do kognitivního sekvenování

Ačkoli se stále více uznává, že mozeček, který obsahuje polovinu mozkových neuronů, se podílí na poznávání a také na motorických funkcích, způsob, jakým mozeček přispívá k poznávání, je nejistý. Jednotné obvody mozečku a rozsáhlá konektivita mozečku s četnými neokortikálními oblastmi naznačila některým výzkumníkům, že existuje společný výpočet, který mozeček vykonává pro motorické i kognitivní funkce. Hypotéza cerebelárního sekvenování předpokládá, že cerebellum získává sekvenční informace, dělá sekvenční předpovědi a detekuje narušení sekvence. Tyto funkce, prováděné prostřednictvím dopředného modelu, by mohly být základem cerebelárního zapojení do motorického i kognitivního chování. V motorickém řízení lze takové předpovědi použít k vedení trajektorie končetiny bez spoléhání se na senzorickou zpětnou vazbu generovanou pohybem. V kognitivních funkcích jsou požadavky na řazení prominentní jak ve verbální pracovní paměti (VWM), tak v osvojování jazyka; např. ve VWM vyžaduje udržení telefonního čísla v paměti kódování a nacvičování posloupnosti číslic. V jazyce se slova skládají ze sledů slabik a učení pravděpodobnosti přechodu slabik je důležitou součástí rozpoznávání právnických slov v jazyce. Důležité je, že výrazná cerebelární aktivace byla pozorována v mnoha funkčních MRI (fMRI) VWM a jazykových studiích. Nicméně mozkový kmen/cerebelární nervové koreláty sekvenování v kognici a vliv předpovědí cerebelárních sekvencí na neokortikální cíle jsou špatně pochopeny. V tomto experimentu, studujícím zdravé jedince, budou vyšetřovatelé zkoumat mozeček jako zdroj předpovědi sekvence a jeho vliv na oblasti předního mozku. Předpokládá se, že mozeček poskytuje svou předpovědní modelovou sekvenční predikci cílům předního mozku, ale dosud se žádná studie nepokusila vizualizovat se současným TMS/fMRI důsledky narušení tohoto cerebelárního vstupu na aktivaci předního mozku. V předchozí práci vyšetřovatelů vyšetřovatelé ukazují, že transkraniální magnetická stimulace (TMS) během nacvičování sekvence písmen vede k chybám při určování, zda písmeno sondy odpovídá dalšímu písmenu v sekvenci, což naznačuje, že TMS narušilo tento prediktivní vstup. V souladu s tímto zjištěním vědci předpokládají, že při použití souběžného TMS/fMRI narušení TMS během sekvenačního úkolu vyvolá větší změny v neokortikální aktivaci ve srovnání s analogickým kontrolním úkolem, který nemá prediktivní složku způsobenou požadavky na sekvenování. Výzkumníci dále předpokládají, že budou pozorovány různé vzorce neokortikálních aktivací v reakci na cerebelární TMS v závislosti na tom, zda písmeno sondy odpovídá očekávanému dalšímu písmenu v sekvenci.