Effekter av hjärnstimulering på lärande och resonemang

Den mänskliga frontala cortex betjänar ett antal psykologiska processer inklusive de som är nödvändiga för adekvat implicit inlärning av visuomotoriska sekvenser och analoga resonemang.

1. Implicit lärande är en form av procedurinlärning som indikeras av beteendeförbättring utan medvetenhet om en upprepad stimulansstruktur som leder till förbättrad prestation. Denna typ av inlärning har associerats med aktivering av den primära motoriska cortex (M1) i neuroimaging studier. Även om neuroimagingstudier bidrog till att identifiera denna region, ger de inte information om dess relativa roll i processen för implicit inlärning. Är aktivitet i denna region nödvändig för att implicit lärande ska ske? Är det möjligt att "energiserande" av denna region med hjälp av subtröskeltranskraniell magnetisk stimulering kan påskynda den implicita fasen av inlärning? Syftet med detta protokoll är att tillfälligt stimulera fokalt M1 och dorsolateral prefrontal cortex under förvärvet av implicit inlärning och utvärdera effekterna på reaktionstider och precision av prestanda. Vi planerar att studera en grupp normala frivilliga och tre grupper av patienter som uppvisar försämrade visuomotoriska procedurinlärningsuppgifter: de med Parkinsons sjukdom, cerebellär sjukdom och fokala frontala lesioner. Resultatet som förväntas från denna studie är en avancerad förståelse av den roll som den motoriska cortex och dorsolaterala prefrontala cortex spelar i implicit inlärning i hälsa och sjukdom. Dessutom förväntar vi oss att kunna förkorta den implicita fasen av inlärning med rTMS, särskilt i de patientgrupper som uppvisar onormal procedurinlärning.
2. Analogiskt resonemang kräver att försökspersoner på ett adekvat sätt bearbetar olika former av information och sedan utför en kartläggningsprocess som gör att de kan känna igen likheten mellan två eller flera former av information. Bevis har tillhandahållits som indikerar att denna process av analog kartläggning undergrävs av den främre cortex. Vi planerar att studera en grupp normala frivilliga och tre grupper av patienter som uppvisar nedsatt prestationsförmåga vid tester av analoga resonemang och problemlösning: de med Parkinsons sjukdom, frontallobsdemens och fokala frontala lesioner. Vi förutspår att subthreshold rTMS kommer att underlätta analogt resonemang genom att främja aktiveringen av etablerade eller nya neurala aktiveringsmönster som representerar de faktiska kartläggnings- och beslutsprocesserna som krävs för analoga resonemang. Dessutom förväntar vi oss att underlätta svarstider och noggrannhet i analog kartläggning hos de patienter som uppvisar onormal analogisk resonemangsprestanda.