Effekt av belöning på lärande i motorisk cortex

Mål: Rollen av mesencefaliska dopaminneuroner i belöningsbearbetning har fastställts hos primater som använder elektrofysiologiska tekniker och hos människor som använder funktionell neuroimaging. De har rika projektioner till både prefrontala och motoriska cortices där de synapsar på interneuroner och kortikala pyramidceller, vilket främst producerar hämning. Även om deras funktion inte är helt klarlagd, spelar dessa projektioner helt klart en viktig roll för motivation och lärande. Vi utvecklade nyligen ett paradigm för att upptäcka belöningsrelaterade signaler i den primära motoriska cortex, med hjälp av transkraniell magnetisk stimulering (TMS), och visade ökad hämning i primär motorisk cortex under förhållanden med ökad förväntad belöning. Dessa resultat tyder på att motorisk inlärning, som är kritiskt beroende av den motoriska cortexen, kan påverkas av belöning, som kan ta formen av enkel prestationsfeedback hos människor. Denna typ av feedback tillåter också försökspersoner att förutsäga resultatet av åtgärder. Således är vårt nuvarande mål att undersöka påverkan av belöning/feedback/förutsägelse på aktiviteten hos primär motorisk cortex under motorisk inlärning och i synnerhet under fall av ökad förväntad belöning. Vidare kommer vi att undersöka rollen av en hjärnhärledd neurotrofisk faktor (BDNF) singelnukleotidpolymorfism på motorisk inlärning.

Studiepopulation: Populationen som vi kommer att studera kommer att vara friska frivilliga i åldrarna 18-50, utan någon betydande medicinsk historia eller kontraindikation för funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI).

Design: Alla experiment kommer att använda fMRI och magnetisk resonansspektroskopi (MRS) inom eller mellan försökspersoner för att mäta förändringar i aktivering av olika kortikala områden som svar på motorisk inlärning och belöning.

Resultatmått: Utfallsmåtten kommer att vara (a) graderade förändringar i blodets syrenivåberoende (BOLD) som svar på motorisk inlärning och belöning och (b) variationer i GABA-koncentration som svar på motorisk inlärning och belöning, och c) variationer i svarstid i beteendeutförandet av en inlärningsuppgift.