Lagspesifikt bidrag til konsolidering av ferdighetslæring i den primære motoriske cortex

Studiebeskrivelse:

Trening på en ny motorisk ferdighet innebærer ofte perioder med aktiv trening ispedd perioder med hvile. Under tidlig motorisk læring utvikles ytelsesforbedringer først og fremst under korte hvileperioder uten nett som oppstår mellom treningsblokkene. Disse ytelsesgevinstene under hvile har blitt referert til som "mikro-offline konsolidering". Primær motorisk cortex (M1) er en avgjørende bidragsyter til ferdighetskonsolidering, men på grunn av den dårlige romlige spesifisiteten og vaskulære skjevhetene til tilgjengelige bildebehandlingsmetoder, er de spesifikke nevrale mekanismene for konsolidering i M1 ikke kjent. Nylige innovasjoner innen funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) har gjort det mulig å måle funksjonelle endringer på tvers av kortikale lag. Denne studien vil bruke disse teknikkene til å undersøke bidragene til spesifikke kortikale lag i M1 til læring og konsolidering av motoriske ferdigheter.

Mål:

Hovedmålet er å bestemme sammenhengen mellom aktivitet i overfladiske M1 kortikale lag og atferdsgevinster under mikrooffline hvileperioder. I tillegg vil vi evaluere rollen til overfladiske og dype kortikale lag av M1 i konsolideringen av motorisk læring. For å løse dette spørsmålet vil vi måle nevrale aktiveringer på tvers av kortikale laminae i M1 mens deltakerne konsoliderer en nylig ervervet motorisk ferdighet.

Endepunkter:

De primære endepunktsmålene vil være: 1) aktivitet i overfladiske M1 kortikale lag under mikro-offline hvileperioder, som vil bli målt ved bruk av vascular space occupancy (VASO) MR-avbildning og 2) atferdsgevinster under mikro-offline hvileperioder målt som korrekt sekvens skrivehastighet (sekvenser per sekund). Det sekundære endepunktsmålet vil være forholdet mellom aktivitet mellom overfladiske og dype M1-lag under praksis og i hvileperioder sammenlignet med før-læring og til hvile etter læring og den lokaliserende tilfeldige sekvensen.

Utforskende endepunkter vil inkludere andre fMRI-tiltak som kan relatere læring med lagaktivitet. For eksempel vil vi bruke multivoxel mønsteranalyse (MVPA) av aktiveringsdata for å: (a) få innsikt i tilstedeværelsen av lagspesifikk reaktivering av sekvensoppgaveutførelse i hvileperioder; og (b) undersøke om denne reaktiveringen forutsier læring.

Studiepopulasjon:

45 friske deltakere (18-50 år)

Fase:

N/A

Beskrivelse av nettsteder/fasiliteter som registrerer deltakere:

Denne protokollen bruker NIH Clinical Center poliklinikk og NMRF kjernefasiliteter.

Intervensjonsstudiens varighet:

24 måneder

Deltakervarighet:

Omtrent 2-5 timer per økt, for opptil 4 økter over en 1-4-dagers periode.

Studiebeskrivelse:

Trening på en ny motorisk ferdighet innebærer ofte perioder med aktiv trening ispedd perioder med hvile. Under tidlig motorisk læring utvikles ytelsesforbedringer først og fremst under korte hvileperioder uten nett som oppstår mellom treningsblokkene. Disse ytelsesgevinstene under hvile har blitt referert til som "mikro-offline konsolidering". Primær motorisk cortex (M1) er en avgjørende bidragsyter til kompetansekonsolidering; På grunn av den dårlige romlige spesifisiteten og vaskulære skjevhetene til tilgjengelige avbildningsmetoder, er de spesifikke nevrale mekanismene for konsolidering i M1 imidlertid ikke kjent. Nylige innovasjoner innen funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) har gjort det mulig å måle funksjonelle endringer på tvers av kortikale lag. Denne studien vil bruke disse teknikkene til å undersøke bidragene til spesifikke kortikale lag i M1 til læring og konsolidering av motoriske ferdigheter.