Hjerneendringer knyttet til å lære en motorisk oppgave

Mål: Vi tar sikte på å vise at utvikling av implisitt kunnskap om en motorisk oppgave er assosiert med reduksjon i intrakortikal GABA-relatert hemming (ICI) i de trenede musklene (medfølgende økende MEP-amplituder) og økning i ICI i ikke-trente nabomuskler og at etter at kunnskapen blir eksplisitt, blir ICI-modifikasjoner mindre fremtredende.

Det ville være nyttig å vite rollen til ICI under læring. Siden noen intervensjoner eller medikamenter er kjent for å modifisere GABA-aktivitet, kan denne studien til og med gi en begrunnelse for å bruke disse intervensjonene og medikamentene for å forbedre plastiske endringer hos pasienter med nedsatt motorisk læringsevne.

Flere studier har vist at det å lære en motorisk oppgave med én hånd kan overføres til den kontralaterale hånden (37, 43, 45, 46, 47). Studier har vist at å lære en fingersekvensoppgave (Serial Reaction Time test, SRTT) med den dominante hånden (trent) kan overføres til den kontralaterale hånden (utrent) (43,49,50). I dette ekstra eksperimentet foreslår vi å undersøke effekten av å forstyrre M1 (ved å bruke 1 Hz TMS, hemmende effekt) på motorisk læring i den trente hånden (dominant) og i den utrente hånden (ikke-dominant). Bevis har vist at det er transcallosale forbindelser mellom M1 i begge halvkuler (40). Siden M1 er aktiv under implisitt læring (41, 42) forventer vi at 1 Hz TMS-stimulering (hemmende effekt) over M1 vil forringe implisitt læring i den trente hånden (dominant) så vel som i den utrente hånden (ikke-dominant). Dette vil bli evaluert ved å vurdere deres effekt på reaksjonstider og nøyaktigheten av motorisk ytelse i begge hender.

Studiepopulasjon: 72 friske frivillige i alderen 18-40 vil delta i studien. Emner vil bli tilfeldig tildelt enten testøkten eller kontrolløkten.

Design: Emner vil gjennomføre en unik økt. De vil utføre en serie-reaksjonstid-oppgave. Forsøkspersonene vil bli bedt om å trykke på en knapp på en 4-knappers pute som svar på et visuelt GO-signal (som kan vises i 4 forskjellige posisjoner) ved å bruke det riktige sifferet og den aktuelle knappen. Det vil være 9 blokker med 120 forsøk hver. I testgruppen, i blokkene 1, 4 og 7, vises Go-signalet i en tilfeldig rekkefølge; i blokkene 2-3, 5-6 og 8-9 gjentas den samme 12-prøvesekvensen 10 ganger. I kontrollgruppen vil Go-signaler vises i tilfeldig rekkefølge i alle blokker. Emner vil ikke bli informert om rekkefølgen, men vil bli bedt om å varsle alt de la merke til om oppgaven. Hvis de legger merke til og rapporterer om en sekvens, vil de bli ansett for å ha eksplisitt kunnskap. Mellom hver blokk vil forsøkspersonene motta transkranielle magnetiske stimuleringer for å vurdere ICI. ICI vil bli vurdert på emner i hvile.

Resultatmål: Atferdseffekten av den motoriske treningen vil bli vurdert ved å måle gjennomsnittlige reaksjonstider (RT) for siffer II og V og prosentandelen av korrekte svar for hver blokk.

Implisitt læring vil bli vurdert ved forskjellen i RT mellom blokk 3 og 4 og mellom blokk 6 og 7. Tidspunktet for eksplisitt læring vil bli vurdert ved verbal rapport og graden av eksplisitt læring ved antall korrekte elementer ved repetering av sekvensen .

Implisitt læring vil bli vurdert i den trente hånden (dominant) (se ovenfor) og i den utrente hånden. Den utrente hånden vil bli testet ved å be forsøkspersoner om å gjenta to tilfeldige blokker (familiarisering) og to sekvensblokker. En av disse sekvensblokkene er en repetisjon av den samme sekvensen som de lærte med den dominerende hånden. Den andre sekvensblokken er en ny sekvens som inneholder samme antall tegn som den forrige sekvensen. Implisitt læring på den utrente hånden vil bli vurdert av forskjellen i RT, mellom tilfeldig blokk og sekvensblokk. I tillegg vil implisitt læring på den utrente hånden bli evaluert ved å teste forskjellen mellom de to sekvensblokkene som gjentas av den utrente hånden. Tidspunktet for eksplisitt læring vil bli vurdert ved verbal rapport og graden av eksplisitt læring ved antall korrekte elementer ved repetering av sekvensen.

Intrakortikale hemmende prosesser vil bli vurdert ved å måle mengden ICI i trent muskler (første dorsal interosseus: FDI og adductor digit minimi: ADM) og en ikke-trent muskel (opponens pollicis brevis: OPB).