Effetti della stimolazione cerebrale sull'apprendimento e sul ragionamento

La corteccia frontale umana è al servizio di una serie di processi psicologici, compresi quelli necessari per un adeguato apprendimento implicito delle sequenze visuomotorie e del ragionamento analogico.

1. L'apprendimento implicito è una forma di apprendimento procedurale indicato dal miglioramento comportamentale senza la consapevolezza di una struttura di stimoli ripetuti che porta a prestazioni migliori. Questo tipo di apprendimento è stato associato all'attivazione della corteccia motoria primaria (M1) negli studi di neuroimaging. Sebbene gli studi di neuroimaging abbiano contribuito a identificare questa regione, non forniscono informazioni sul suo ruolo relativo nel processo di apprendimento implicito. L'attività in questa regione è necessaria perché avvenga l'apprendimento implicito? È possibile che "energizzare" questa regione utilizzando la stimolazione magnetica transcranica sottosoglia possa accelerare la fase implicita dell'apprendimento? Lo scopo di questo protocollo è quello di stimolare transitoriamente focale M1 e corteccia prefrontale dorsolaterale durante l'acquisizione dell'apprendimento implicito e valutare gli effetti sui tempi di reazione e l'accuratezza delle prestazioni. Abbiamo in programma di studiare un gruppo di volontari normali e tre gruppi di pazienti che dimostrano compiti di apprendimento procedurale visuomotorio compromessi: quelli con malattia di Parkinson, malattia cerebellare e lesioni frontali focali. Il risultato atteso da questo studio è una comprensione avanzata del ruolo che la corteccia motoria e la corteccia prefrontale dorsolaterale svolgono nell'apprendimento implicito in condizioni di salute e malattia. Inoltre, ci aspettiamo di poter accorciare la fase implicita dell'apprendimento mediante rTMS, in particolare nei gruppi di pazienti che mostrano un apprendimento procedurale anormale.
2. Il ragionamento analogico richiede che i soggetti elaborino adeguatamente diverse forme di informazione e quindi eseguano un processo di mappatura che consenta loro di riconoscere la somiglianza tra due o più forme di informazione. Sono state fornite prove che indicano che questo processo di mappatura analogica è supportato dalla corteccia frontale. Abbiamo in programma di studiare un gruppo di volontari normali e tre gruppi di pazienti che dimostrano prestazioni ridotte nei test di ragionamento analogico e risoluzione dei problemi: quelli con malattia di Parkinson, demenza del lobo frontale e lesioni frontali focali. Prevediamo che la sottosoglia rTMS faciliterà il ragionamento analogico promuovendo l'attivazione di modelli di attivazione neurale consolidati o nuovi che rappresentano i processi di mappatura e decisione effettivi richiesti per il ragionamento analogico. Inoltre, ci aspettiamo di facilitare i tempi di risposta e l'accuratezza nella mappatura analogica in quei pazienti che mostrano prestazioni di ragionamento analogico anormali.