Motorické učení po poškození mozečku: Role primární motorické kůry

Cerebelární poškození způsobuje invalidizující pohybovou poruchu ataxii, která je charakterizována poruchou koordinace pohybů postihující všechny pohyby těla. V pažích způsobuje ataxie dosahující pohyby s nepravidelnými, oscilujícími a prodlouženými trajektoriemi. Lidé s cerebelární ataxií (PWCA) mají také poruchu důležité formy motorického učení, nazývané adaptace, která normálně udržuje pohyb dobře kalibrovaný. V předchozím výzkumu hlavní výzkumník ukázal, že PWCA se může naučit korigovat své dosahové pohyby, pokud místo toho použijí posilovací učení (RL). Ačkoli se mnoho PWCA naučilo optimálně v podmínkách RL, tato předchozí práce zjistila variabilitu mezi jednotlivci: někteří se naučili více než jiní. Zatímco adaptace kriticky závisí na cerebelární integritě, RL více závisí na dopaminergních obvodech ve středním mozku a excitační plasticitě v M1. Bylo prokázáno, že poškození mozečku zvyšuje intrakortikální inhibici u M1, což může bránit plasticitě potřebné pro RL. Dále bylo prokázáno, že opakované TMS protokoly kontinuální stimulace theta burstem (cTBS) a intermitentní stimulace theta burstem (iTBS) modulují intrakortikální inhibici: cTBS ji snižuje, zatímco iTBS ji zvyšuje. Zde budou výzkumníci systematicky testovat, zda zvýšená intrakortikální inhibice v M1 předpovídá kapacitu RL (Cíl 1) a zda modulující inhibice v M1 může změnit kapacitu RL v PWCA (Cíl 2). 12 PWCA z degenerativního stavu dokončí 4 experimentální sezení po dobu 6 měsíců. V relaci 1 bude TMS použit k posouzení základních náborových křivek pro kortikomotorickou excitabilitu a krátkodobou intrakortikální inhibici a kortikální tichou periodu. PWCA poté dokončí standardizované klinické hodnocení závažnosti jejich ataxie a stanovený behaviorální úkol, který vyžaduje naučit se dosahovat dovednosti pomocí paradigmatu RL. V relacích 2-4 dokončí PWCA 3 další sezení úlohy RL. V každém sezení obdrží PWCA cTBS, iTBS nebo simulovanou stimulaci k modulaci intrakortikální inhibice v M1 před provedením úlohy RL. Pro Cíl 1 použijí vyšetřovatelé víceúrovňovou regresi ke kvantifikaci vztahů mezi měřeními TMS stavu M1 a velikostí a rychlostí učení v úloze RL. Pro Cíl 2 použijí vyšetřovatelé víceúrovňové modelování ke kvantifikaci rozdílů ve velikosti a rychlosti učení napříč stimulačními podmínkami. Vyšetřovatelé předpokládají, že zvýšená základní inhibice v M1 bude vykazovat pozitivní souvislost s nižší velikostí a rychlostí učení v úloze RL (cíl 1) a cTBS zlepší velikost učení, rychlost učení nebo obojí v RL úkol ve vztahu k iTBS nebo simulované stimulaci (cíl 2).