Orsaksroll av top-down-thetaoscillationer vid prioritering

Syftet med denna studie är att undersöka den kausala rollen av funktionella interaktioner mellan frontal-theta-beroende selektionsprocesser och posterior-alfa-beroende suppressionsprocesser i samband med kognitiv kontroll genom att rikta in theta- och alfaoscillationer i frontal- och parietal cortex separat i fas ett av experimentet. Theta- och alfaoscillationer antas spela komplementära roller så att theta-oscillationer är excitatoriska (relaterade till aktiv bearbetning) medan alfaoscillationer är hämmande (relaterade till undertryckande av bearbetning).

Således antar utredarna att rytmisk hjärnstimulering kan användas för att driva aktivitet i motsatta riktningar. I den andra fasen av experimentet fokuserar utredarna på funktionell anslutning mellan dessa regioner. I synnerhet antas theta-oscillationer spela en avgörande roll för att orkestrera prioriteringen och undertryckandet av information över hjärnbarken. Sålunda antar utredarna att in-fas theta-frekvensanslutning kommer att vara kausalt relaterad till arbetsminnesframgång, men alfafrekvensanslutning kommer att vara oviktig och anti-fas theta-anslutning kommer att vara skadlig. Tillsammans antyder dessa fynd en övergripande modell genom vilken amplituden av theta-svängningar i prefrontala och amplituden av alfa-svängningar i parietal spelar en orsaksroll i prioritering respektive undertryckning, men funktionell anslutning mellan frontal och parietal cortex inom theta-frekvensbandet enbart är avgörande till dessa kognitiva processer. Detta experiment är av avgörande betydelse för utformningen av framtida interventioner som använder hjärnstimulering för behandling av psykiatriska och neurologiska störningar. Till exempel är användningen av frekvensspecifik hjärnstimulering nyckeln till att kontrollera effekten av hjärnstimulering på neural aktivitet. Designöverväganden som denna kan vara grundläggande för att förbättra effektiviteten av framtida interventioner såsom användning av djup hjärnstimulering för behandling av Parkinsons sjukdom och för användning av transkraniell magnetisk stimulering för behandling av egentlig depression.