Zaangażowanie móżdżku w sekwencjonowanie poznawcze

Chociaż coraz częściej uznaje się, że móżdżek, który zawiera połowę neuronów mózgu, bierze udział zarówno w funkcjach poznawczych, jak i motorycznych, sposób, w jaki móżdżek uczestniczy w procesach poznawczych, jest niepewny. Jednolite obwody móżdżku i rozległa łączność móżdżku z licznymi obszarami kory nowej sugerują niektórym badaczom, że istnieje powszechne obliczenie, że móżdżek wykonuje zarówno funkcje motoryczne, jak i poznawcze. Hipoteza sekwencjonowania móżdżku zakłada, że ​​móżdżek pozyskuje informacje o sekwencji, dokonuje przewidywań sekwencji i wykrywa naruszenia sekwencji. Funkcje te, realizowane za pomocą modelu przyszłości, mogą leżeć u podstaw zaangażowania móżdżku zarówno w zachowania motoryczne, jak i poznawcze. W kontroli motorycznej takie przewidywania można wykorzystać do kierowania trajektorią kończyny bez polegania na sensorycznych informacjach zwrotnych generowanych przez ruch. W procesie poznawczym wymagania dotyczące sekwencjonowania odgrywają znaczącą rolę zarówno w werbalnej pamięci roboczej (VWM), jak i nabywaniu języka; np. w VWM zapamiętywanie numeru telefonu wymaga zakodowania i przećwiczenia sekwencji cyfr. W języku słowa składają się z sekwencji sylab, a nauka prawdopodobieństw przejścia sylab jest ważnym elementem rozpoznawania legalnych słów w języku. Co ważne, w wielu badaniach funkcjonalnych MRI (fMRI) VWM i badaniach językowych zaobserwowano wyraźną aktywację móżdżku. Jednakże korelaty nerwowe pnia mózgu/móżdżku związane z sekwencjonowaniem procesów poznawczych oraz wpływ przewidywań sekwencji móżdżku na cele kory nowej są słabo poznane. W tym eksperymencie, badając zdrowe osoby, badacze zbadają móżdżek jako źródło przewidywania sekwencji i jego wpływ na obszary przodomózgowia. Przypuszcza się, że móżdżek zapewnia przewidywanie sekwencji modelu przedniego dla celów przodomózgowia, ale jak dotąd w żadnym badaniu nie podjęto próby wizualizacji za pomocą jednoczesnego TMS/fMRI konsekwencji zakłócenia sygnału wejściowego móżdżku na aktywację przodomózgowia. W poprzedniej pracy badacze wykazali, że przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) podczas próby sekwencji liter skutkuje błędami w określeniu, czy litera sondująca pasuje do następnej litery w sekwencji, co sugeruje, że TMS zakłócił wprowadzanie predykcyjne. Zgodnie z tym odkryciem badacze stawiają hipotezę, że przy jednoczesnym zastosowaniu TMS/fMRI zakłócenie TMS podczas zadania sekwencjonowania spowoduje większe zmiany w aktywacji kory nowej w porównaniu z analogicznym zadaniem kontrolnym, w którym nie ma elementu predykcyjnego wynikającego z wymagań sekwencjonowania. Badacze stawiają dalej hipotezę, że zaobserwowane zostaną różne wzorce aktywacji kory nowej w odpowiedzi na TMS móżdżku w zależności od tego, czy litera sondy odpowiada oczekiwanej następnej literze w sekwencji.