Ei-invasiivinen pikkuaivojen stimulaatio motorisessa oppimisessa

Annettuaan ennakkosuostumuksen vapaaehtoisille lähetetään kuusi näennäissatunnaista istuntoa verkkosivuston (randomization.com) avulla. osallistumaton tutkija. Tutkimuksen alussa vapaaehtoisia arvioidaan strukturoidulla kyselylomakkeella ja lähtötason SRTT suoritetaan 24 tuntia ennen ensimmäistä istuntoa. Jokainen istunto sisältää seuraavan kokeellisen sekvenssin:

1. Väsymys ja keskittymiskyky. Se mitataan analogisella asteikolla 0–10, jossa 0 tarkoittaa alhaisempaa väsymystä tai tarkkaavaisuutta ja 10 korkeampaa väsymystä tai tarkkaavaisuutta.
2. Lyhyt intrakortikaalinen esto (SICI) ja intrakortikaalinen fasilitaatio (ICF): sitä arvioidaan pp-TMS-paradigmien kautta (Neurosoft, Venäjä). Aluksi lepomotorinen kynnys (RMT) määritetään etsimällä pienin stimulaattorin ulostulo, joka saa aikaan motorisen herätepotentiaalin (MEP) noin 50 μV (TMS Motor Threshold Assessment Tool -MTAT 2.0 - USA). RMT-mittausta varten magneettistimulaattoriin yhdistetty 8-kuvioinen kela, jota pidetään manuaalisesti 45 asteen kulmassa keskiviivasta, sijoitetaan oikean ensisijaisen motorisen aivokuoren päälle (C4 - 10/20-järjestelmä). Kynnyksen alaiset ehdollistavat ärsykkeet (80 % RMT:stä) ja ylikynnysten testiärsykkeet (120 % RMT:stä) toimitetaan 2 millisekuntia SICI:lle ja 10 millisekuntia ICF:lle interstimulus-välillä (ISI). Jokaisessa tilassa käytetään kymmentä ärsykettä (ehdoimaton pulssi ja ärsykkeiden parit, joiden ISI on 2 ja 10 millisekuntia). Stimulitilausten toimitus on näennäissatunnainen ja SICI ja ICF ilmaistaan ​​ehdollisena ärsykkeen prosenttiosuutena ehdollisen ärsykkeen suhteen.
3. Käsinkirjoitustesti: vapaaehtoisia opastetaan kirjoittamaan kuusi sanaa digitaalisella kynällä käyttämällä ei-dominoivaa kättä tabletilla, jossa on analysointiohjelmistojärjestelmä (MovAlyzer, EUA). Tehtävä suoritetaan spontaanisti, ilman ohjepoikkeamista kirjoitustoiminnan aikana. Jokaisella istunnolla on eri sanasekvenssit, mutta vaikeustaso säilyy (kuusi sanaa, joista kahdessa on 4, 6 ja 8 kirjainta).

4. Ei-invasiivinen pikkuaivojen stimulaatio + sarjareaktioaikatehtävä: Pikkuaivojen stimulaatiota sovelletaan SRTT:n (online-hankinta) aikana.

   ctDCS - Sähkövirta toimitetaan DC-stimulaattorin (NeuroConn Plus, Saksa) kautta käyttäen paria suolaliuoksella kostutettuja sienielektrodeja (pinta 25 cm² ja 35 cm²). Aktiivinen elektrodi (anodi tai katodi) sijoitetaan vasemman pikkuaivojen alueen päälle (3 cm sivuttaisesti inionista - vasenta pikkuaivopuoliskoa) ja referenssi oikean käden ylle virranvoimakkuudella 2 mA, häipyy sisään ja pois 10 sekunnin kuluttua. , 20 minuutin aikana. Vale tDCS:ää on käytetty useissa tutkimuksissa aktiivisten tDCS-vaikutusten arvioimiseksi. Vale ctDCS:ää käytetään käyttäen samoja elektrodien sijoittelua ja parametriasetuksia kuin katodisessa ctDCS:ssä, mutta stimulaatio kestää vain 30 sekuntia, mutta vapaaehtoiset ovat elektrodimontauksessa 20 minuuttia. Koska laite sammuu automaattisesti ilman vapaaehtoisen havaitsemista, stimulaatiokohdassa koetaan varhaisia ​​tuntemuksia (lievä tai kohtalainen pistely) aiheuttamatta mitään moduloivia vaikutuksia. Lisäksi jokaisen ctDCS-istunnon jälkeen sovelletaan haittavaikutuksia koskevaa kyselylomaketta.

   c-rTMS - Aluksi ensimmäisen selkäluun välisen lihaksen (FDI) korkeampi aivokuoren esitysalue (hotspot) määritetään magneettistimulaattoriin (Rapid², Magstim, UK) yhdistetyn numeron kahdeksan kelan kautta, jota pidetään käsin ja sijoitetaan päänahalle. (C4 - 10/20 System) 45 asteen kulmassa keskiviivasta kohdelihakseen (FDI). Sen jälkeen RMT on mitta. Vapaaehtoinen sijoitetaan tietokoneen näytön eteen SRTT:n suorittamiseksi stimulaation aikana. Kierukka asetetaan vasemman pikkuaivojen pallonpuoliskon päälle (3 cm sivuttaisesti inioniin nähden) tangentiaalisesti päänahan suhteen ja osoittaa ylöspäin. rTMS-protokollat ​​perustuivat aikaisempiin tutkimuksiin ja mukautettiin täysin sopiviin turvallisuussuosituksiin ja myös SRTT:n toteuttamiseen samanaikaisesti (online-hankinta). Matalataajuinen protokolla: 1 Hz, 110 % RMT, 1000 ärsykettä (1 juna). Korkeataajuusprotokolla: 10 Hz, 110 % RMT, 33 junaa, 50 ärsykettä per juna, junien välinen aikaväli 25 sekuntia, 1650 ärsykettä. Sham c-rTMS suoritetaan matalataajuisella protokollalla käyttämällä kahta kelaa. Ensimmäinen - yhdistetty stimulaattoriin - sijoitetaan kelatuelle lähelle vapaaehtoista, mutta ei näy. Siksi tyypillisiä stimulaatioääniä kuuluu. Toinen - irrotettuna stimulaattorista - sijoitetaan vasemman pikkuaivopuoliskon päälle. Jokaisen c-rTMS-istunnon jälkeen haitallisten vaikutusten esiintyminen lasketaan.

   Sarjareaktioaikatehtävä (SRTT): se suoritetaan ohjelmistolla, jossa visuaaliset ärsykkeet esitetään tietokoneen näytöllä neljässä eri asennossa. Vapaaehtoisen on painettava ei-dominoivalla kädellä vastaavaa näppäintä ennalta määrätyillä sormilla mahdollisimman pian, kun korostettu tähti ilmestyy näytölle. Testi koostuu kahdeksasta lohkosta, joissa kussakin on 120 koetta. Implisiittistä motorista oppimista mitataan suorituskyvyn muutoksilla lohkojen 5, 6 ja 7 välillä.

5. Lyhyt intrakortikaalinen esto (SICI) ja intrakortikaalinen fasilitaatio (ICF): käytetään samaa RTM:ää kuin aiemmin.
6. Käsialan testi.
7. Väsymys ja keskittymiskyky.
8. Suorituskyvyn havainnoinnin arviointi: stimulaation tyypin korreloimiseksi motorisen tehtävän suorituskyvyn tietoiseen parantamiseen (SRTT ja käsinkirjoitustesti) kysytään jokaisen istunnon lopussa, onko vapaaehtoisen mielestä hänen motorinen suorituskykynsä parempi, huonompi tai sama kuin ennen .