一次運動皮質におけるスキル学習の統合に対するレイヤー固有の貢献

調査の説明:

新しい運動能力のトレーニングには、多くの場合、休息期間が散在するアクティブな練習期間が含まれます。 初期の運動技能学習中、パフォーマンスの向上は、主に練習ブロックの間に発生するオフラインの短い休憩時間中に発生します。 休止中のこれらのパフォーマンスの向上は、「マイクロオフライン統合」と呼ばれています。 一次運動皮質 (M1) は、スキルの統合に重要な貢献者ですが、空間特異性が低く、利用可能なイメージング方法の血管バイアスが原因で、M1 の統合の特定の神経メカニズムは知られていません。 機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) の最近の革新により、皮質層全体の機能変化を測定することが可能になりました。 この研究では、これらの手法を使用して、M1 の特定の皮質層が運動技能の学習と統合にどのように貢献しているかを調査します。

目的:

主な目的は、表在 M1 皮質層の活動とマイクロオフライン休息期間中の行動獲得との相関関係を判断することです。 さらに、運動技能学習の統合における M1 の表層および深層の皮質層の役割を評価します。 この問題に対処するために、参加者が新たに獲得した運動能力を強化しながら、M1 の皮質層全体の神経活性化を測定します。

エンドポイント:

主要なエンドポイントの測定値は次のとおりです。1) 血管空間占有率 (VASO) MR イメージングを使用して測定される、マイクロオフライン休息期間中の表層 M1 皮質層の活動、および 2) 正しいシーケンスとして測定されたマイクロオフライン休息期間中の行動の向上タイピング速度 (1 秒あたりのシーケンス)。 二次エンドポイントの測定値は、学習前および学習後の休息とローカライズランダムシーケンスと比較した、練習中および休息期間中の表層と深層の M1 層の間の活動の比率になります。

探索的エンドポイントには、層の活動と学習を関連付ける可能性のある他の fMRI 測定が含まれます。 たとえば、活性化データのマルチボクセル パターン分析 (MVPA) を使用して、(a) 休止期間中のシーケンス タスク パフォーマンスのレイヤー固有の再活性化の存在についての洞察を得る。 (b) この再活性化が学習を予測するかどうかを調査します。

調査対象母集団：

45人の健康な参加者（18～50歳）

段階：

なし

参加者を登録するサイト/施設の説明:

このプロトコルは、NIH 臨床センター外来クリニック、および NMRF コア施設を利用します。

介入研究期間:

24ヶ月

参加時間:

1 セッションあたり約 2 ～ 5 時間、1 ～ 4 日間で最大 4 セッション。

調査の説明:

新しい運動能力のトレーニングには、多くの場合、休息期間が散在するアクティブな練習期間が含まれます。 初期の運動技能学習中、パフォーマンスの向上は、主に練習ブロックの間に発生するオフラインの短い休憩時間中に発生します。 休止中のこれらのパフォーマンスの向上は、「マイクロオフライン統合」と呼ばれています。 一次運動皮質 (M1) は、スキルの強化に大きく貢献しています。ただし、利用可能なイメージング方法の空間特異性と血管バイアスが低いため、M1 の統合の特定の神経メカニズムは知られていません。 機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) の最近の革新により、皮質層全体の機能変化を測定することが可能になりました。 この研究では、これらの手法を使用して、M1 の特定の皮質層が運動技能の学習と統合にどのように貢献しているかを調査します。