Моторное обучение после повреждения мозжечка: роль первичной моторной коры

Повреждение мозжечка вызывает инвалидизирующее двигательное расстройство атаксию, которое характеризуется нарушением координации движений, затрагивающим все движения тела. В руках атаксия вызывает идущие движения с нерегулярными, колебательными и удлиненными траекториями. У людей с мозжечковой атаксией (МММ) также нарушена важная форма двигательного обучения, называемая адаптацией, которая обычно поддерживает хорошо откалиброванное движение. В предыдущем исследовании главный исследователь показал, что PWCA может научиться корректировать свои движения, если вместо этого они используют обучение с подкреплением (RL). Хотя многие PWCA оптимально обучались в условиях RL, эта предыдущая работа выявила вариативность у разных людей: некоторые учились больше, чем другие. В то время как адаптация критически зависит от целостности мозжечка, RL в большей степени зависит от дофаминергической схемы в среднем мозге и пластичности возбуждения в M1. Было показано, что повреждение мозжечка увеличивает внутрикорковое торможение в M1, что может препятствовать пластичности, необходимой для RL. Кроме того, было показано, что повторяющиеся протоколы ТМС с непрерывной стимуляцией тета-всплеска (cTBS) и прерывистой стимуляцией тета-всплеска (iTBS) модулируют внутрикортикальное торможение: cTBS снижает его, а iTBS увеличивает. Здесь исследователи будут систематически проверять, предсказывает ли повышенное внутрикортикальное торможение в M1 мощность RL (Цель 1) и может ли модулирующее торможение в M1 изменять мощность RL в PWCA (Цель 2). 12 PWCA из дегенеративного состояния пройдут 4 экспериментальных сеанса в течение 6-месячного периода. В сеансе 1 ТМС будет использоваться для оценки исходных кривых рекрутирования для кортикомоторной возбудимости и короткоинтервального внутрикоркового торможения, а также периода коркового молчания. Затем PWCA заполнит стандартизированную клиническую оценку тяжести атаксии и установившуюся поведенческую задачу, которая требует изучения навыка достижения с использованием парадигмы RL. На сессиях 2-4 PWCA выполнит 3 дополнительных сессии задачи RL. На каждом сеансе PWCA будет получать cTBS, iTBS или фиктивную стимуляцию для модуляции внутрикортикального торможения в M1 перед выполнением задачи RL. Для цели 1 исследователи будут использовать многоуровневую регрессию для количественной оценки взаимосвязи между показателями TMS состояния M1 и величиной и скоростью обучения в задаче RL. Для цели 2 исследователи будут использовать многоуровневое моделирование для количественной оценки различий в величине и скорости обучения в зависимости от условий стимуляции. Исследователи предполагают, что повышенное базовое торможение в M1 продемонстрирует положительную связь с более низкой величиной и скоростью обучения в задаче RL (Цель 1), а cTBS улучшит величину обучения, скорость обучения или и то, и другое в задаче RL. Задача RL относительно iTBS или имитации стимуляции (Цель 2).