Cerebellar involvering i kognitiv sekvensering

Selv om det er økende erkjennelse av at lillehjernen, som inneholder halvparten av hjernens nevroner, er involvert i kognisjon så vel som motorisk funksjon, er måten lillehjernen bidrar til kognisjon på usikkert. Det ensartede kretsløpet til lillehjernen og den omfattende forbindelsen til lillehjernen med mange neokortikale regioner har antydet for noen forskere at det er en felles beregning som lillehjernen utfører for både motoriske og kognitive funksjoner. Cerebellar sekvenseringshypotesen antyder at lillehjernen skaffer seg sekvensinformasjon, gjør sekvensprediksjoner og oppdager sekvensbrudd. Disse funksjonene, utført via en fremovermodell, kan ligge til grunn for cerebellar involvering i både motorisk og kognitiv atferd. I motorisk kontroll kan slike spådommer brukes til å styre lemmerbanen uten å stole på bevegelsesgenerert sensorisk tilbakemelding. I kognisjon er sekvenseringskrav fremtredende både i verbalt arbeidsminne (VWM) og språktilegnelse; for eksempel i VWM krever det å ha et telefonnummer i bakhodet koding og innøving av en sekvens med sifre. I språk består ord av sekvenser av stavelser, og innlæring av stavelsesovergangssannsynligheter er en viktig komponent for å gjenkjenne juridiske ord i et språk. Viktigere, fremtredende cerebellar aktivering har blitt observert i mange funksjonelle MR (fMRI) VWM og språkstudier. Imidlertid er hjernestammen / cerebellare nevrale korrelater av sekvensering i kognisjon, og påvirkningen av cerebellare sekvensprediksjoner på neokortikale mål, dårlig forstått. I dette eksperimentet, ved å studere friske individer, vil etterforskerne undersøke lillehjernen som en kilde til sekvensprediksjon og dens innflytelse på forhjernens områder. Det antas at lillehjernen gir sin fremre modellsekvensprediksjon til forhjernemål, men til dags dato har ingen studie forsøkt å visualisere med samtidig TMS/fMRI konsekvensene av å forstyrre denne lillehjernens input på forhjerneaktivering. I etterforskernes tidligere arbeid viser etterforskerne at transkraniell magnetisk stimulering (TMS) under repetisjonen av en sekvens av bokstaver resulterer i feil ved å avgjøre om en sondebokstav samsvarer med neste bokstav i sekvensen, noe som tyder på at TMS forstyrret denne prediktive inngangen. I samsvar med dette funnet antar etterforskerne at ved bruk av samtidig TMS/fMRI, vil TMS-forstyrrelser under en sekvenseringsoppgave gi større endringer i neokortikal aktivering i forhold til en analog kontrolloppgave som ikke har den prediktive komponenten brakt ut av sekvenseringskrav. Etterforskerne antar videre at forskjellige mønstre av neokortikale aktiveringer som respons på cerebellar TMS vil bli observert avhengig av om en probebokstav samsvarer med den forventede neste bokstaven i en sekvens.