Theta-connectiviteit in het werkgeheugen (STAR)

Deze studie is een pilootstudie van vijf sessies met transcraniële magnetische stimulatie (TMS), elektro-encefalografie (EEG) en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) om de neurale oscillerende basis van output-gating te begrijpen. De eerste sessie van het experiment is een screeningsessie, waarin deelnemers schriftelijke toestemming geven voor deelname, worden gescreend op kleurenblindheid, vragenlijsten invullen en een werkgeheugentaak uitvoeren met retrospectieve aanwijzingen. Deelnemers worden weer uitgenodigd voor de tweede sessie als ze een voordeel laten zien voor hun werkgeheugen procent correct door gebruik te maken van de informatieve retro-cue ten opzichte van de niet-informatieve neutrale cue. Deze sessie wordt ook gebruikt om het aantal items te selecteren dat zal worden gebruikt in de werkgeheugentaak voor volgende sessies. De criteria voor moeilijkheidstitratie zijn taakuitvoering tussen 60% en 85% correct voor retro-cue-trials en een voordeel van ten minste 5% groter dan neutrale cue-trials. Verschillende deelnemers zullen dus de taak uitvoeren met verschillende aantallen items die in het werkgeheugen moeten worden gecodeerd. Titratie van taakmoeilijkheid zoals hier beschreven is van cruciaal belang voor experimenten die causale manipulatie gebruiken (bijv. transcraniële magnetische stimulatie) om de prestatie te moduleren. Als deelnemers presteren aan het plafond (bijna 100%) of aan de vloer (bijna willekeurige verandering), dan is de kans kleiner dat elke experimentele manipulatie van gedrag de prestatie beïnvloedt, aangezien de taak te "gemakkelijk" of te "moeilijk" is. Voor de tweede sessie van het experiment voeren de deelnemers de werkgeheugen-retro-cue-taak uit terwijl het EEG wordt geregistreerd. Daarnaast zullen de deelnemers een eenvoudige kleurenperceptietaak uitvoeren waarin deelnemers een kleur zien en de bijpassende kleur uit de kleurencirkel kiezen. Deze taak test de precisie van perceptie in de hele kleurencirkel. De EEG-gegevens van de tweede sessie worden voorbewerkt en er wordt een Morlet wavelet-convolutieanalyse uitgevoerd. Het resulterende spectrogram zal worden afgezet tegen de informatieve retro-cue en niet-informatieve neutrale cue om de theta-frequentie met piekamplitude in de prefrontale cortex af te leiden, en tegen een linkse en rechtse retro-cue om de alfafrequentie met piekamplitude in de pariëtale cortex af te leiden. Deze piekfrequenties worden gebruikt voor stimulatie in de vierde en vijfde sessie. In de derde sessie zullen de onderzoekers structurele en functionele MRI voor elke deelnemer verkrijgen. De functionele MRI-gegevens zullen worden geanalyseerd om gebieden in de anterieure middelste frontale gyrus en posterieure intrapariëtale sulcus te identificeren die functioneel verbonden zijn binnen het frontaal-pariëtale, "uitvoerende controle" netwerk. Een eerdere meta-analyse van functionele MRI-onderzoeken wees uit dat de regio's met piekretro-cue-activiteit zich op de coördinaten van het Montreal Neurological Institute bevonden (-40, 36, 28) voor anterieure middenfrontale gyrus en (-38, -48, 44) voor inferieure intrapariëtale sulcus. Daarom zullen de onderzoekers het zoeklicht beperken tot de anatomische oriëntatiepunten en deze coördinaten. Het zwaartepunt in deze regio's zal worden gebruikt voor targeting met TMS in de volgende vierde en vijfde sessie. In de vierde en vijfde sessie zal stimulatie worden afgegeven op het tijdstip ten opzichte van retro-cue, frequentie en ruimtelijke locatie op basis van eerdere localizers. Tijdens de stimulatie moet de locatie van de TMS-spoel worden uitgelijnd met het beoogde hersengebied met behulp van neuronavigatiesoftware die de nauwkeurigheid van elke TMS-puls ten opzichte van het doel registreert. Bij elke proef wordt het stimulatietype willekeurig geselecteerd, gecompenseerd en gemengd. De effecten van ritmische TMS zullen naar verwachting niet langer dan een paar cycli aanhouden na de stimulatie zelf. Daarom vermengt het experimentele ontwerp willekeurig het stimulatietype binnen elk taakblok.