Cerebellar involvering i kognitiv sekvensering

Selvom der er en stigende erkendelse af, at lillehjernen, som indeholder halvdelen af ​​hjernens neuroner, er involveret i kognition såvel som motorisk funktion, er den måde, hvorpå lillehjernen bidrager til kognition, usikker. Lillehjernens ensartede kredsløb og den omfattende forbindelse mellem lillehjernen og adskillige neokortikale regioner har antydet nogle forskere, at der er en fælles beregning, som lillehjernen udfører for både motoriske og kognitive funktioner. Cerebellar sekventeringshypotesen antager, at cerebellum erhverver sekvensinformation, foretager sekvensforudsigelser og detekterer sekvensovertrædelser. Disse funktioner, udført via en fremadrettet model, kunne ligge til grund for cerebellar involvering i både motorisk og kognitiv adfærd. I motorisk kontrol kan sådanne forudsigelser bruges til at styre lemmernes bane uden at være afhængig af bevægelsesgenereret sensorisk feedback. I kognition er sekventeringskrav fremtrædende i både verbal arbejdshukommelse (VWM) og sprogtilegnelse; f.eks. i VWM kræver det at have et telefonnummer i tankerne kodning og indøvelse af en sekvens af cifre. I sprog består ord af sekvenser af stavelser, og indlæringen af ​​stavelsesovergangssandsynligheder er en vigtig komponent for at genkende juridiske ord i et sprog. Det er vigtigt, at fremtrædende cerebellar aktivering er blevet observeret i mange funktionelle MR (fMRI) VWM og sprogundersøgelser. Imidlertid er hjernestammen/cerebellære neurale korrelater af sekventering i kognition og indflydelsen af ​​cerebellar sekvens forudsigelser på neokortikale mål dårligt forstået. I dette eksperiment, hvor de studerer raske individer, vil efterforskerne undersøge cerebellum som en kilde til sekvensforudsigelse og dens indflydelse på forhjernens områder. Det antages, at lillehjernen giver sin fremadrettede modelsekvens forudsigelse til forhjernemål, men til dato har ingen undersøgelse forsøgt at visualisere med samtidig TMS/fMRI konsekvenserne af at forstyrre denne cerebellare input på forhjerneaktivering. I efterforskernes tidligere arbejde viser efterforskerne, at transkraniel magnetisk stimulation (TMS) under indøvelsen af ​​en sekvens af bogstaver resulterer i fejl ved at bestemme, om et probebogstav matcher det næste bogstav i sekvensen, hvilket tyder på, at TMS forstyrrede dette forudsigende input. I overensstemmelse med dette fund antager efterforskerne, at ved brug af samtidig TMS/fMRI, vil TMS-afbrydelse under en sekventeringsopgave producere større ændringer i neokortikal aktivering i forhold til en analog kontrolopgave, der ikke har den forudsigende komponent frembragt af sekventeringskrav. Forskerne antager yderligere, at forskellige mønstre af neokortikale aktiveringer som reaktion på cerebellar TMS vil blive observeret afhængigt af, om et probebogstav matcher det forventede næste bogstav i en sekvens.