Effekter av hjernestimulering på læring og resonnement

Den menneskelige frontale cortex undergår en rekke psykologiske prosesser, inkludert de som er nødvendige for tilstrekkelig implisitt læring av visuomotoriske sekvenser og analogisk resonnement.

1. Implisitt læring er en form for prosedyrelæring indikert ved atferdsforbedring uten bevissthet om en gjentatt stimulusstruktur som fører til forbedret ytelse. Denne typen læring har vært assosiert med aktivering av den primære motoriske cortex (M1) i neuroimaging-studier. Mens neuroimaging-studier bidro til å identifisere denne regionen, gir de ikke informasjon om dens relative rolle i prosessen med implisitt læring. Er aktivitet i denne regionen nødvendig for at implisitt læring skal skje? Er det mulig at "energisering" av denne regionen ved hjelp av subterskel transkraniell magnetisk stimulering kan akselerere den implisitte fasen av læring? Formålet med denne protokollen er å forbigående stimulere fokalt M1 og dorsolateral prefrontal cortex under tilegnelse av implisitt læring og evaluere effekten på reaksjonstider og nøyaktighet av ytelse. Vi planlegger å studere en gruppe normale frivillige, og tre grupper av pasienter som viser svekkede visuomotoriske prosedyrelæringsoppgaver: de med Parkinsons sykdom, cerebellar sykdom og fokale frontale lesjoner. Resultatet som forventes fra denne studien er en avansert forståelse av rollen som motorisk cortex og dorsolateral prefrontal cortex spiller i implisitt læring i helse og sykdom. I tillegg forventer vi å kunne forkorte den implisitte fasen av læring ved rTMS, spesielt i pasientgruppene som viser unormal prosedyrelæring.
2. Analogisk resonnement krever at subjekter behandler ulike former for informasjon tilstrekkelig og deretter utfører en kartleggingsprosess som lar dem gjenkjenne likheten mellom to eller flere former for informasjon. Det er gitt bevis som indikerer at denne prosessen med analogisk kartlegging er underkastet av frontal cortex. Vi planlegger å studere en gruppe normale frivillige, og tre grupper av pasienter som viser nedsatt ytelse på tester av analogisk resonnement og problemløsning: de med Parkinsons sykdom, frontallappens demens og fokale frontale lesjoner. Vi spår at underterskel rTMS vil lette analogisk resonnement ved å fremme aktiveringen av etablerte eller nye nevrale aktiveringsmønstre som representerer de faktiske kartleggings- og beslutningsprosessene som kreves for analogisk resonnement. I tillegg forventer vi å lette responstider og nøyaktighet i analogisk kartlegging hos de pasientene som viser unormal analogisk resonnementytelse.