Schichtspezifischer Beitrag zur Konsolidierung des Fertigkeitslernens im primären motorischen Kortex

Studienbeschreibung:

Das Training einer neuartigen motorischen Fertigkeit beinhaltet oft Phasen aktiven Übens, die mit Ruhephasen durchsetzt sind. Während des frühen motorischen Lernens entwickeln sich Leistungsverbesserungen hauptsächlich während kurzer Offline-Ruhephasen, die zwischen den Übungsblöcken auftreten. Diese Leistungssteigerungen im Ruhezustand werden als „Mikro-Offline-Konsolidierung“ bezeichnet. Der primäre motorische Kortex (M1) leistet einen entscheidenden Beitrag zur Konsolidierung von Fähigkeiten, jedoch sind die spezifischen neuralen Mechanismen der Konsolidierung in M1 aufgrund der geringen räumlichen Spezifität und vaskulären Verzerrungen der verfügbaren Bildgebungsmethoden nicht bekannt. Jüngste Innovationen in der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) haben es ermöglicht, funktionelle Veränderungen über kortikale Schichten hinweg zu messen. Diese Studie wird diese Techniken verwenden, um die Beiträge spezifischer kortikaler Schichten in M1 zum Erlernen und Festigen motorischer Fähigkeiten zu untersuchen.

Ziele:

Das primäre Ziel ist es, die Korrelation zwischen Aktivität in oberflächlichen kortikalen M1-Schichten und Verhaltensgewinnen während Mikrooffline-Ruhephasen zu bestimmen. Darüber hinaus werden wir die Rolle der oberflächlichen und tiefen kortikalen Schichten von M1 bei der Konsolidierung des motorischen Lernens bewerten. Um diese Frage zu beantworten, werden wir neurale Aktivierungen über kortikale Laminae in M1 messen, während die Teilnehmer eine neu erworbene motorische Fähigkeit konsolidieren.

Endpunkte:

Die primären Endpunktmessungen sind: 1) Aktivität in oberflächlichen kortikalen M1-Schichten während Mikro-Offline-Ruhezeiten, die mithilfe von vaskulärer Raumbelegung (VASO) MR-Bildgebung gemessen wird, und 2) Verhaltensgewinne während Mikro-Offline-Ruhezeiten, gemessen als korrekte Sequenz Tippgeschwindigkeit (Sequenzen pro Sekunde). Das sekundäre Endpunktmaß ist das Verhältnis der Aktivität zwischen oberflächlichen und tiefen M1-Schichten während des Übens und während der Ruhephasen im Vergleich zur Ruhe vor und nach dem Lernen sowie die lokalisierende Zufallssequenz.

Zu den explorativen Endpunkten gehören andere fMRI-Maßnahmen, die das Lernen mit der Schichtaktivität in Beziehung setzen können. Zum Beispiel werden wir die Multivoxel-Musteranalyse (MVPA) von Aktivierungsdaten verwenden, um: (a) Einblick in das Vorhandensein einer schichtspezifischen Reaktivierung der Sequenzaufgabenleistung während Ruhezeiten zu erhalten; und (b) zu untersuchen, ob diese Reaktivierung das Lernen vorhersagt.

Studienpopulation:

45 gesunde Teilnehmer (18-50 Jahre)

Phase:

N / A

Beschreibung der Standorte/Einrichtungen Einschreibende Teilnehmer:

Dieses Protokoll nutzt die Ambulanz des NIH Clinical Center und die Kerneinrichtungen des NMRF.

Dauer der Interventionsstudie:

24 Monate

Teilnehmerdauer:

Ungefähr 2-5 Stunden pro Sitzung, für bis zu 4 Sitzungen über einen Zeitraum von 1-4 Tagen.

Studienbeschreibung:

Das Training einer neuartigen motorischen Fertigkeit beinhaltet oft Phasen aktiven Übens, die mit Ruhephasen durchsetzt sind. Während des frühen motorischen Lernens entwickeln sich Leistungsverbesserungen hauptsächlich während kurzer Offline-Ruhephasen, die zwischen den Übungsblöcken auftreten. Diese Leistungssteigerungen im Ruhezustand werden als „Mikro-Offline-Konsolidierung“ bezeichnet. Der primäre motorische Kortex (M1) leistet einen entscheidenden Beitrag zur Festigung der Fähigkeiten; Aufgrund der geringen räumlichen Spezifität und der vaskulären Voreingenommenheit der verfügbaren Bildgebungsverfahren sind die spezifischen neuralen Konsolidierungsmechanismen bei M1 jedoch nicht bekannt. Jüngste Innovationen in der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) haben es ermöglicht, funktionelle Veränderungen über kortikale Schichten hinweg zu messen. Diese Studie wird diese Techniken verwenden, um die Beiträge spezifischer kortikaler Schichten in M1 zum Erlernen und Festigen motorischer Fähigkeiten zu untersuchen.