Theta-tilkobling i arbeidsminnet (STAR)

Denne studien er en pilotstudie på fem økter med transkraniell magnetisk stimulering (TMS), elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansavbildning (MRI) for å forstå det nevrale oscillerende grunnlaget for utgangsport. Den første økten av eksperimentet vil være screeningøkt, der deltakerne gir skriftlig samtykke til å delta, screenes for fargeblindhet, fyller ut spørreskjemaer og utfører en arbeidsminneoppgave med retrospektive signaler. Deltakerne vil bli invitert tilbake til den andre økten hvis de viser en fordel for arbeidsminnet prosentvis riktig ved bruk av den informative retro-kikken i forhold til den uinformative nøytrale pekepinnen. Denne økten vil også bli brukt til å velge antall elementer som skal brukes i arbeidsminneoppgaven for påfølgende økter. Kriteriene for vanskelighetstitrering er oppgaveutførelse mellom 60 % og 85 % korrekt for retro-cue-forsøk og en fordel på minst 5 % større enn nøytrale cue-forsøk. Dermed vil forskjellige deltakere utføre oppgaven med forskjellig antall elementer som skal kodes inn i arbeidsminnet. Titrering av oppgavevanskeligheter som beskrevet her er avgjørende for eksperimenter som bruker årsaksmanipulasjon (f.eks. transkraniell magnetisk stimulering) for å modulere ytelsen. Hvis deltakerne presterer i taket (nær 100%) eller ved gulvet (nær tilfeldig endring), er det mindre sannsynlig at enhver eksperimentell manipulasjon av atferd vil påvirke ytelsen ettersom oppgaven er for "enkel" eller for "hard". For den andre økten av eksperimentet utfører deltakerne arbeidsminnet retro-cue-oppgaven mens EEG registreres. I tillegg vil deltakerne fullføre en enkel persepsjonsfargeoppgave der deltakerne ser en farge og velger den matchende fargen fra fargesirkelen. Denne oppgaven tester presisjonen til persepsjonen gjennom hele fargesirkelen. EEG-dataene fra den andre økten vil bli forhåndsbehandlet og en Morlet wavelet-konvolusjonsanalyse vil bli utført. Det resulterende spektrogrammet vil bli kontrastert mellom den informative retro-cuen og den uinformative nøytrale signalen for å utlede theta-frekvensen med toppamplitude i prefrontal cortex, og kontrastert mellom en venstre- og høyreretro-cue for å utlede alfa-frekvensen med toppamplitude i parietal cortex. Disse toppfrekvensene vil bli brukt til stimulering i den fjerde og femte økten. I den tredje økten vil etterforskerne anskaffe strukturell og funksjonell MR for hver deltaker. De funksjonelle MR-dataene vil bli analysert for å identifisere regioner i den fremre midtre frontale gyrus og bakre intraparietale sulcus som er funksjonelt koblet innenfor det frontal-parietale, "utøvende kontroll", nettverket. En tidligere meta-analyse av funksjonelle MR-studier fant at regionene med topp retro-cue-aktivitet var ved Montreal Neurological Institute-koordinater (-40, 36, 28) for fremre midtre frontal gyrus og (-38, -48, 44) for inferior intraparietal sulcus. Derfor vil etterforskerne begrense søkelyset til de anatomiske landemerkene og disse koordinatene. Massesenteret i disse regionene vil bli brukt til målretting med TMS i den påfølgende fjerde og femte økten. I den fjerde og femte økten vil stimulering bli levert på tidspunktet i forhold til retro-cue, frekvens og romlig plassering basert på tidligere lokalisatorer. Under stimulering må plasseringen av TMS-spolen justeres til den målrettede hjerneregionen med nevro-navigasjonsprogramvare som registrerer nøyaktigheten til hver TMS-puls i forhold til målet. På hvert forsøk vil stimuleringstypen bli tilfeldig valgt, motbalansert og blandet. Effekten av rytmisk TMS forventes ikke å vare i mer enn noen få sykluser utover selve stimuleringen. Derfor blander det eksperimentelle designet tilfeldig stimuleringstypen i hver oppgaveblokk.