Pikkuaivojen osallistuminen kognitiiviseen sekvensointiin

Vaikka yhä enemmän tunnustetaan, että pikkuaivot, jotka sisältävät puolet aivojen hermosoluista, osallistuvat kognitioon sekä motoriseen toimintaan, tapa, jolla pikkuaivo vaikuttaa kognitioon, on epävarma. Pikkuaivojen yhtenäinen piiri ja pikkuaivojen laaja liitäntä lukuisten neokortikaalialueiden kanssa ovat ehdottaneet joillekin tutkijoille, että on olemassa yhteinen laskenta, jota pikkuaivo suorittaa sekä motorisille että kognitiivisille toiminnoille. Pikkuaivojen sekvensointihypoteesi olettaa, että pikkuaivo hankkii sekvenssiinformaatiota, tekee sekvenssiennusteita ja havaitsee sekvenssirikkomuksia. Nämä toiminnot, jotka suoritetaan eteenpäin suuntautuvalla mallilla, voivat olla pikkuaivojen osallistumisen taustalla sekä motorisessa että kognitiivisessa käyttäytymisessä. Moottoriohjauksessa tällaisia ​​ennusteita voidaan käyttää ohjaamaan raajan liikerataa ilman liikkeen synnyttämää sensorista palautetta. Kognitiossa sekvensointivaatimukset ovat merkittäviä sekä verbaalisessa työmuistissa (VWM) että kielen hankinnassa; esim. VWM:ssä puhelinnumeron pitäminen mielessä edellyttää numerosarjan koodausta ja harjoittelua. Kielessä sanat koostuvat tavujonoista, ja tavun siirtymistodennäköisyyksien oppiminen on tärkeä osa kielen laillisten sanojen tunnistamista. Tärkeää on, että huomattavaa pikkuaivojen aktivaatiota on havaittu monissa toiminnallisissa MRI- (fMRI) VWM- ja kielitutkimuksissa. Kuitenkin kognition sekvensoinnin aivorungon/pikkuaivojen hermokorrelaatit ja pikkuaivojen sekvenssiennusteiden vaikutus neokortikaalisiin kohteisiin ymmärretään huonosti. Tässä kokeessa terveitä yksilöitä tutkivat tutkijat tutkivat pikkuaivoja sekvenssien ennustamisen lähteenä ja sen vaikutusta etuaivojen alueisiin. Pikkuaivojen oletetaan antavan etuaivoille suunnatun mallisekvenssin ennusteen, mutta toistaiseksi missään tutkimuksessa ei ole yritetty visualisoida samanaikaisella TMS/fMRI:llä tämän pikkuaivojen syötteen häiriintymisen seurauksia etuaivojen aktivaatioon. Tutkijoiden aikaisemmassa työssä tutkijat osoittavat, että transkraniaalinen magneettinen stimulaatio (TMS) kirjainsarjan harjoituksen aikana johtaa virheisiin määritettäessä, vastaako koetinkirjain sekvenssin seuraavaa kirjainta, mikä viittaa siihen, että TMS häiritsi tätä ennustavaa syöttämistä. Tämän havainnon mukaisesti tutkijat olettavat, että käytettäessä samanaikaista TMS/fMRI:tä, TMS-häiriö sekvensointitehtävän aikana tuottaa suurempia muutoksia neokortikaaliseen aktivaatioon verrattuna analogiseen kontrollitehtävään, jossa ei ole sekvensointivaatimusten tuomaa ennustavaa komponenttia. Tutkijat olettavat lisäksi, että pikkuaivojen TMS:n vasteena havaitaan erilaisia ​​neokortikaalisia aktivaatiomalleja riippuen siitä, vastaako koetinkirjain odotettua sekvenssin seuraavaa kirjainta.