小脳損傷後の運動学習：一次運動皮質の役割

小脳の損傷は、すべての体の動きに影響を与える運動協調障害を特徴とする無力化運動障害性運動失調を引き起こします。 腕では、運動失調により、不規則で振動し、延長された軌道経路を伴う到達運動が引き起こされます。 小脳性運動失調症（PWCA）の人は、適応と呼ばれる運動学習の重要な形態にも障害があり、通常は運動を適切に調整します。 以前の研究で、主任研究者は、PWCA が代わりに強化学習 (RL) を使用する場合、到達動作を修正することを学習できることを示しました。 多くの PWCA は RL 条件で最適に学習しましたが、この以前の研究では個人間でばらつきが見られました。 適応は小脳の完全性に大きく依存していますが、RL は中脳のドーパミン作動性回路と M1 の興奮性可塑性により大きく依存しています。 小脳の損傷は M1 の皮質内抑制を増加させることが示されており、RL に必要な可塑性を妨げる可能性があります。 連続シータ バースト刺激 (cTBS) および間欠シータ バースト刺激 (iTBS) の反復 TMS プロトコルは、皮質内抑制を調節することがさらに示されています。cTBS はそれを減少させ、iTBS はそれを増加させます。 ここでは、研究者は、M1 の皮質内抑制の増加が RL 容量を予測するかどうか (目的 1)、および M1 の抑制の調節が PWCA の RL 容量を変更できるかどうか (目的 2) を体系的にテストします。 変性状態からの 12 PWCA は、6 か月間で 4 つの実験セッションを完了します。 セッション 1 では、TMS を使用して、皮質運動興奮性と短い間隔の皮質内抑制、および皮質サイレント期間のベースライン リクルートメント カーブを評価します。 PWCA は、運動失調の重症度の標準化された臨床評価と、RL パラダイムを使用して到達スキルを学習する必要がある確立された行動タスクを完了します。 セッション 2 ～ 4 では、PWCA は RL タスクの 3 つの追加セッションを完了します。 各セッションで、PWCA は RL タスクを実行する前に、M1 の皮質内抑制を調節するために cTBS、iTBS、または偽刺激を受け取ります。 目的 1 の場合、研究者はマルチレベル回帰を使用して、M1 状態の TMS 測定値と RL タスクでの学習の大きさと速度との関係を定量化します。 目的 2 では、研究者はマルチレベル モデリングを使用して、刺激条件全体での学習の大きさと速度の違いを定量化します。 研究者らは、M1 におけるベースライン阻害の増加は、RL タスク (目的 1) における学習の大きさと速度の低下と正の関連を示し、cTBS は学習の大きさ、学習速度、またはその両方を改善すると仮定しています。 iTBS または偽刺激に対する RL タスク (目的 2)。