Lagerspecifikt bidrag till konsolidering av färdighetsinlärning i den primära motoriska cortexen

Studiebeskrivning:

Träning på en ny motorisk färdighet innebär ofta perioder av aktiv träning varvat med perioder av vila. Under tidig motorisk inlärning utvecklas prestationsförbättringar främst under korta viloperioder offline som inträffar mellan övningsblocken. Dessa prestationsvinster under vila har kallats "mikro-offline-konsolidering". Primär motorisk cortex (M1) är en avgörande bidragande faktor till kompetenskonsolidering, men på grund av den dåliga rumsliga specificiteten och vaskulära fördomar hos tillgängliga avbildningsmetoder är de specifika neurala mekanismerna för konsolidering i M1 inte kända. Nya innovationer inom funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) har gjort det möjligt att mäta funktionella förändringar över kortikala lager. Denna studie kommer att använda dessa tekniker för att undersöka bidragen från specifika kortikala skikt i M1 till motorisk inlärning och konsolidering.

Mål:

Det primära syftet är att fastställa korrelationen mellan aktivitet i ytliga M1 kortikala lager och beteendemässiga vinster under mikrooffline viloperioder. Dessutom kommer vi att utvärdera rollen av ytliga och djupa kortikala lager av M1 i konsolideringen av motorisk inlärning. För att ta itu med denna fråga kommer vi att mäta neurala aktiveringar över kortikala laminae i M1 medan deltagarna konsoliderar en nyförvärvad motorisk färdighet.

Slutpunkter:

De primära effektmåtten kommer att vara: 1) aktivitet i ytliga M1 kortikala lager under mikro-offline viloperioder, som kommer att mätas med vascular space occupancy (VASO) MR-avbildning och 2) beteendemässiga vinster under mikro-offline viloperioder mätt som korrekt sekvens skrivhastighet (sekvenser per sekund). Det sekundära effektmåttet kommer att vara förhållandet mellan aktivitet mellan ytliga och djupa M1-lager under träning och under viloperioder jämfört med förinlärning och vila efter inlärning och den lokaliserande slumpmässiga sekvensen.

Exploratory endpoints kommer att inkludera andra fMRI-mått som kan relatera lärande med lageraktivitet. Till exempel kommer vi att använda multivoxel mönsteranalys (MVPA) av aktiveringsdata för att: (a) få insikt i förekomsten av lagerspecifik reaktivering av sekvensuppgiftsutförande under viloperioder; och (b) undersöka om denna reaktivering förutsäger inlärning.

Studera befolkning:

45 friska deltagare (18-50 år)

Fas:

N/A

Beskrivning av webbplatser/anläggningar som registrerar deltagare:

Detta protokoll använder NIH Clinical Center Poliklinic och NMRF kärnfaciliteter.

Interventionsstudiens varaktighet:

24 månader

Deltagarlängd:

Cirka 2-5 timmar per session, för upp till 4 sessioner under en tidsperiod på 1-4 dagar.

Studiebeskrivning:

Träning på en ny motorisk färdighet innebär ofta perioder av aktiv träning varvat med perioder av vila. Under tidig motorisk inlärning utvecklas prestationsförbättringar främst under korta viloperioder offline som inträffar mellan övningsblocken. Dessa prestationsvinster under vila har kallats "mikro-offline-konsolidering". Primär motorisk cortex (M1) är ett avgörande bidrag till kompetenskonsolidering; på grund av den dåliga rumsliga specificiteten och vaskulära fördomar hos tillgängliga avbildningsmetoder är de specifika neurala mekanismerna för konsolidering i M1 dock inte kända. Nya innovationer inom funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) har gjort det möjligt att mäta funktionella förändringar över kortikala lager. Denna studie kommer att använda dessa tekniker för att undersöka bidragen från specifika kortikala skikt i M1 till motorisk inlärning och konsolidering.