Hjärnförändringar associerade med att lära sig en motorisk uppgift

Mål: Vi strävar efter att visa att utvecklingen av implicit kunskap om en motorisk uppgift är associerad med minskning av intrakortikal GABA-relaterad hämning (ICI) i de tränade musklerna (medföljande ökande MEP-amplituder) och ökning av ICI i icke-tränade närliggande muskler och att efter att kunskapen blivit explicit blir ICI-modifieringar mindre framträdande.

Det skulle vara användbart att veta vilken roll ICI spelar under inlärning. Eftersom vissa interventioner eller läkemedel är kända för att modifiera GABA-aktivitet, kan denna studie till och med ge ett skäl för att använda dessa interventioner och läkemedel för att förbättra plastiska förändringar hos patienter med nedsatt motorisk inlärningsförmåga.

Flera studier har visat att inlärning av en motorisk uppgift med en hand kan överföras till den kontralaterala handen (37, 43, 45, 46, 47). Studier har visat att inlärning av en fingersekvensuppgift (Serial Reaction Time test, SRTT) med den dominanta handen (tränad) kan överföras till den kontralaterala handen (otränad) (43,49,50). I detta ytterligare experiment föreslår vi att undersöka effekten av att störa M1 (genom att använda 1 Hz TMS, hämmande effekt) på motorisk inlärning i den tränade handen (dominant) och i den otränade handen (icke-dominant). Bevis har visat att det finns transcallosala kopplingar mellan M1 i båda hemisfärerna (40). Eftersom M1 är aktiv under implicit inlärning (41, 42) förväntar vi oss att 1 Hz TMS-stimulering (hämmande effekt) över M1 kommer att försämra implicit inlärning i den tränade handen (dominant) såväl som i den otränade handen (icke-dominant). Detta kommer att utvärderas genom att bedöma deras effekt på reaktionstider och noggrannhet av motorprestanda i båda händerna.

Studiepopulation: 72 friska frivilliga i åldern 18-40 kommer att delta i studien. Ämnen kommer att slumpmässigt tilldelas antingen testsessionen eller kontrollsessionen.

Design: Ämnen kommer att genomföra en unik session. De kommer att utföra en serie-reaktionstid-uppgift. Försökspersonerna kommer att instrueras att trycka på en knapp på en 4-knappsplatta som svar på en visuell GO-signal (som kan visas på 4 olika positioner) med hjälp av lämplig siffra och lämplig knapp. Det kommer att finnas 9 block med 120 försök vardera. I testgruppen, i block 1, 4 och 7, visas Go-signalen i en slumpmässig ordning; i block 2-3, 5-6 och 8-9 upprepas samma 12-försökssekvens 10 gånger. I kontrollgruppen kommer Go-signaler att visas i slumpmässig ordning i alla block. Ämnen kommer inte att informeras om sekvensen men kommer att uppmanas att meddela allt de märkt om uppgiften. Om de märker och rapporterar om en sekvens kommer de att anses ha explicit kunskap. Mellan varje block kommer försökspersoner att få transkraniell magnetisk stimulering för att bedöma ICI. ICI kommer att bedömas på ämnen i vila.

Resultatmått: Beteendeeffekten av den motoriska träningen kommer att bedömas genom att mäta medelreaktionstiderna (RT) för siffrorna II och V och procentandelen korrekta svar för varje block.

Implicit inlärning kommer att bedömas genom skillnaden i RT mellan block 3 och 4 och mellan block 6 och 7. Tidpunkten då explicit inlärning inträffar kommer att bedömas genom verbal rapport och graden av explicit inlärning med antalet korrekta poster när sekvensen upprepas .

Implicit lärande kommer att bedömas i den tränade handen (dominant) (se ovan) och i den otränade handen. Den otränade handen kommer att testas genom att be försökspersonerna att upprepa två slumpmässiga block (bekantskap) och två sekvensblock. Ett av dessa sekvensblock är en upprepning av samma sekvens som de lärde sig med den dominanta handen. Det andra sekvensblocket är en ny sekvens som innehåller samma antal tecken som den föregående sekvensen. Implicit inlärning på den otränade handen kommer att bedömas av skillnaden i RTs, mellan slumpmässigt block och sekvensblocket. Dessutom kommer implicit inlärning på den otränade handen att utvärderas genom att testa skillnaden mellan de två sekvensblocken som upprepas av den otränade handen. Tidpunkten då explicit inlärning inträffar kommer att bedömas genom muntlig rapport och graden av explicit inlärning av antalet korrekta poster när sekvensen upprepas.

Intrakortikala hämmande processer kommer att bedömas genom att mäta mängden ICI i tränade muskler (första dorsala interosseus: FDI och adductor siffra minimi: ADM) och en icke-tränad muskel (opponens pollicis brevis: OPB).