Ciljanje frontoparijetalne mreže korištenjem bifokalne transkranijalne stimulacije izmjeničnom strujom tijekom zadatka učenja motoričke sekvence kod zdravih starijih odraslih osoba 3. dio

3.4. Vrijeme reakcije

Uspjeli smo ponoviti rezultate Violante i kolega za vrijeme reakcije parametra sa značajnim učinkom stimulacije F(1, 47,10)=5,33, p=025, hp2={{25 }}.1 (srednji učinak), kao i učinak za razinu težine F(1, 35,77) ¼ 44,61, p < .001 hp2 ¼ 0,55 (veliki učinak) i učinak interakcije F(1, 34,54)=4,83, p=,035, hp2=0,12 (srednji učinak). Post-hoc analiza s Tukeyevim ispravcima pokazala je značajnu razliku između lažne i stvarne stimulacije tijekom razine težine 2, t(42,1)=3,22, p=0,013, ali ne i za razinu 1 t(42,6)=0,20, p=0,997.

Odnos između lažne stimulacije i pamćenja vrlo je zanimljivo područje istraživanja. Često čujemo kako neki ljudi govore kako lažnom stimulacijom mogu poboljšati pamćenje, a postoje i znanstvena istraživanja koja to potvrđuju.

Lažna stimulacija odnosi se na vizualni ili slušni signal koji ne postoji u okolini već je umjetno stvoren. Uzimajući vizualnu lažnu stimulaciju kao primjer, možemo upotrijebiti bljeskalicu da proizvedemo iznenadnu svjetlost ili brzo prikazati neke slike kako bismo utjecali na pozornost i pamćenje ljudi. Slično tome, slušna lažna stimulacija također se može postići puštanjem određenog zvuka ili brzim uređivanjem različitih govornih isječaka.

Neka nedavna istraživanja pokazala su da lažna stimulacija može aktivirati naš mozak i poboljšati pamćenje. To je zato što kada smo stimulirani tim signalima, naš mozak će automatski izvršiti neku obradu, kao što je dodavanje tih informacija u našu radnu memoriju ili mobiliziranje naše dugoročne memorije. Naravno, ovaj učinak nije dugotrajan i obično traje samo nekoliko minuta. Ali ako pravilno koristimo te signale, možemo poboljšati učinkovitost učenja i pamćenja.

Treba napomenuti da je vrlo važno razumno koristiti lažnu stimulaciju. Pretjerano oslanjanje na stimulaciju može dovesti do pretjeranog zamora mozga, što utječe na naše učenje i pamćenje. Nadalje, ovaj pristup nije prikladan za svakoga. Neki ljudi mogu doživjeti nuspojave zbog osjetljivosti na svjetlo ili zvuk i moraju izbjegavati ovu metodu.

Ukratko, razumna uporaba lažne stimulacije može poboljšati naše pamćenje, ali moramo paziti na umjerenost i izbjegavati pretjerano oslanjanje na ovu metodu. U isto vrijeme, također moramo nastaviti aktivno tražiti druge tehnike učenja i pamćenja kako bismo postigli bolje rezultate. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je Cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, a jedno od njih je i poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa dolazi od raznih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući kiseline, polisaharide, flavonoide itd. Ovi sastojci mogu na različite načine promicati zdravlje mozga.

Kliknite na 10 načina za poboljšanje pamćenja

Oba su uvjeta pokazala značajno povećanje vremena reakcije između razine 1 i razine 2, što je bilo izraženije u lažnom stanju t(36,4)=6,16, p <.001 nego u stvarnom stanju t(36,4)=3,25, p=0,013 Dodavanje 3-razine poteškoće u leđima modelu nije rezultiralo učinkom za stimulacijuF(1,78.24) ¼ 1,61, p ¼ ,209, značajan učinak za razinu poteškoće F(2,67,65) ¼ 34,99, p < ,001 i bez učinka interakcije F(2, 67,65)=0,75, p=,478, vidi sliku 5.

3.5. Parametri izvedbe N-back (pogoci, lažni alarmi, točnost)

Analize nisu pokazale glavni učinak stimulacije na bilo koji od ovih parametara za 2 i 3 razine težine modela. Postojao je značajan glavni učinak razine težine. Ukazuje na značajno smanjenje performansi s povećanjem razine n-back na svim parametrima. Nije bilo interakcijskih učinaka poteškoće stimulacije. Pogledajte tablicu 1 za statističke rezultate.

3.6. Analiza vršne frekvencije

Tijekom EEG mjerenja podaci s 9 elektroda prikupljeni su tijekom izvođenja predosnovnog mjerenja zadatka N-back. Individualna prosječna vršna frekvencija 3 N-back razine zajedno korištena je kao personalizirana thetastimulacijska frekvencija za ostatak studije. Rezultati ukupne prosječne vršne učestalosti pokazali su srednju vrijednost grupe od 4,5 (sd=0.28) s rasponom između 4,1 i 5,4. Za više detalja pogledajte tablicu 2.

3.7. Osjeti stimulacije i zasljepljivanje

Na temelju razgovora o osjetu stimulacije, nije bilo štetnih učinaka zbog tACS stimulacije i prijavljeni su samo manji tACS senzacije. Većina sudionika odgovorila je s "nikakva" ili "blago". Štoviše, nije bilo značajne razlike između uvjeta stimulacije i lažnih uvjeta za bilo koji od percipiranih osjeta, vidi tablicu 3.

Sudionici nisu mogli razlikovati stvarnu od lažne stimulacije. Binomni test pokazao je da je udio točnih odgovora tijekom sesije 1 bio 0.4, što se nije značajno razlikovalo od razine šanse (0.5), p=.503 . Za sesiju 2, udio točnih odgovora bio je 0,6, što se nije značajno razlikovalo od šanse, p=0,503, vidi tablicu 4.

4. Rasprava

Glavni ishod ove studije je da personalizirani, bifokalni, sinkronizirani tACS na desnom FPN-u može poboljšati izvedbu tijekom SFTT-a s velikim WM opterećenjem u zdravih starijih osoba. Nasuprot tome, ova intervencijska paradigma nije utjecala na performanse tijekom SFTT-a, ako je WM opterećenje bilo nisko. Ovi nalazi pokazuju da učinkovitost bifokalnog theta tACS-a primijenjenog sinkrono na DLPFC i PPC ovisi o kognitivnim zahtjevima i temeljnom kognitivnom stanju tijekom zadatka. Ovaj aspekt dodatno podupiru nalazi da je tACS također poboljšao izvedbu N-back zadataka specifičnih za razine težine koje su bile dovoljno zahtjevne.

4.1. Motorički zadatak

Sadašnji rezultati podupiru gledište o uzročnom učinku sinkroniziranih bifokalnih oscilacija theta frekvencije primijenjenih na desnu FPN na izvedbu zadatka učenja motoričke sekvence.

Korelativni dokazi aktivacije FPN-a tijekom zadataka tapkanja prstima prethodno su prikazani pomoću neuroimaginga [62,63]. Meta-analiza Witta i suradnika (2008.) pokazala je da vizualni ili zadaci tapkanja prstima u vlastitom ritmu potiču konkordantivnu aktivnost u desnom DLPFC-u i desnom inferiornom parijetalnom korteksu [63]. Međutim, prema našim saznanjima, ovo je bio prvi put je FPN korišten kao cilj za tACS paradigmu s namjerom da se poboljša MSL.

Ovdje smo uspjeli pokazati poboljšanje izvedbe i nagovijestiti moguće poboljšanje učinaka treninga s ovim pristupom, ali isključivo za SFTT stanje s visokim WM opterećenjem (memorirano stanje). Stoga je učinkovitost sadašnje paradigme orkestrirane stimulacije na motoričko ponašanje ovisila o količini WM opterećenja tijekom zadatka. To je u skladu sa studijom Violantea i suradnika (2017.) koja je pokazala da theta tACS na desnoj FPN poboljšava izvedbu WM zadatka, ali samo za zadatak s većim WM opterećenjem [24]. To bi se moglo objasniti činjenicom da FPN pokazuje veću koherenciju u theta rasponu tijekom WM zadataka s velikim WM opterećenjem [64]. Uz upotrebu tACS-a, predlaže se mogućnost egzogenog poboljšanja koherencije uvlačenjem kortikalnih oscilacija između udaljenih regija [20]. Iako nismo potvrdili koherentnost mreže upotrebom EEG-a ili drugih neuroimaging mjera, pretpostavljamo da su egzogeno inducirane theta oscilacije mogle pojačati fiziološku oscilatornu aktivnost koja je u tijeku uključena u WM obradu, što je zauzvrat poduprlo izvedbu i proces usvajanja motoričkog zadatka s visokim WM opterećenje, ali ne s niskim WM opterećenjem.

Drugo moguće objašnjenje je da je uključenost FPN-a povezana s određenim podprocesom WM-a. WM se može grubo podijeliti u tri potprocesa: kodiranje, održavanje i dohvaćanje [65]. Nememorirani SFTT uvjet zahtijevao je od sudionika da nauče slijed dok izvode pokrete, što spada u fazu kodiranja. Tijekom memoriranog SFTT stanja, sudionici su trebali održavati i vratiti prethodno naučeni slijed tijekom izvođenja pokreta. Nedavna meta-analiza pokazala je da tijekom prijelaza s kodiranja na faze održavanja i dohvaćanja, uključenost FPN-a progresivno raste. Stoga se može dobro pretpostaviti da memoriran SFTT uvjet ima više koristi od FPN-a kao cilja, dok nememorirani SFTT uvjet ima više koristi od stimulacije drugih regija mozga. Na primjer, faza stjecanja uvelike se oslanja na dorzalnu mrežu pažnje, koja pretežno uključuje frontalna očna polja i intraparijetalne brazde [65,66]. Štoviše, studije su pokazale visoku uključenost M1 tijekom ranih faza učenja, sa smanjenjem aktivnosti na početnu vrijednost kada sekvenca postane eksplicitno poznata [67,68].

Zahvaćenost frontalnog i parijetalnog područja tijekom MSL-a dobro je utvrđena, međutim, njihova točna funkcionalna uloga nije jasna [67,69e71]. MSL se može podijeliti u tri različite faze učenja: faza 1 za stjecanje, faza 2 za konsolidaciju i faza 3 za zadržavanje. Rana faza učenja više se oslanja na kognitivne procese kao što je WM, pokazujući aktivaciju u prefrontalnom korteksu i parijetalnim područjima [72e74]. U ovoj studiji, učinkovitost ciljanja FPN-a za poboljšanje performansi na MSLtasku najvjerojatnije je specifična za WM opterećenje. Studije koje su se usredotočile na WM procese otkrile su da je FPN povezan s održavanjem i manipulacijom informacija kada su theta oscilacije sinkronizirane između dva područja mozga [25,64]. Ovo bi moglo objasniti zašto se izvedba zadatka motoričke sekvence poboljšala samo tijekom zadatka s velikim WM opterećenjem, gdje su sudionici morali izvoditi sekvencu iz memorije.

Štoviše, i točnost i brzina značajno su se poboljšale u memoriranim uvjetima zbog tACS stimulacije. Međutim, stvarna stimulacija izazvala je naglo povećanje točnosti, dok se lažna skupina poboljšala postupnije. Slični rezultati prikazani su u studiji usporedbe stvarne i lažne anodalne transkranijalne stimulacije istosmjernom strujom (DCS) primijenjene na M1 na SFTT. Uspoređivane su različite dobne skupine i starije odrasle osobe pokazale su naglo povećanje točnosti u skupini koja je primala stvarnu stimulaciju i postupno povećanje u skupini koja je primala lažnu [75]. Oni tvrde da je aktivna M1 stimulacija olakšala kodiranje i pohranjivanje sekvence u memoriju. U trenutnoj studiji cilj stimulacije bio je FPN i bio je učinkovit u zapamćenom stanju kada su sekvence već bile naučene. Ovaj rezultat mogao bi biti potaknut poboljšanom sposobnošću održavanja i vraćanja prethodno naučenog niza, zbog sinkronizacije theta oscilacija u FPN [65].

Ovo je istraživanje imalo za cilj proširiti prethodne studije koje su ciljale na FPN s bifokalnim theta tACS kako bi se poboljšala izvedba WM-a [24,25,76,77] korištenjem sličnih postavki za proučavanje učinka na MSL. Ovo je bio prvi put da su i DLPFC i PPC bili su ciljani korištenjem bifokalnog theta tACS tijekom zadatka učenja motoričke sekvence. Glavni cilj bio je ciljati FPN kao mrežu koja se pokazala važnom za WM i pokazala se aktivacijom tijekom MSL-a [18,24e29,76,77]. Iako smo bili u mogućnosti pokazati da je bifokalni tACS na FPN bio učinkovit kada je WM opterećenje veliko, ne možemo isključiti da je ovaj učinak mogao biti generiran monofokalnom stimulacijom DLPFC-a ili PPC-a. Ova studija nije imala namjeru usporediti učinkovitost monofokalnog thetatACS s bifokalnim theta tACS na MSL. Međutim, na temelju pozitivnih učinaka ciljanja ovih područja s bifokalnim theta tACS-om na izvedbu MSL zadatka, potrebno je više istraživanja kako bi se definirali točni mehanizmi rada i kako bi se odredili učinci monofokalne stimulacije na bilo koje od ta dva područja zasebno. Zbog nedostatka komparativnih studija, ne može se dati konačna konačna izjava o korisnim učincima bifokalne FPN stimulacije koja pretjerano cilja na jedno jedino ciljano područje mozga. Daljnja istraživanja u nadolazećim studijama morat će se detaljno pozabaviti ovim otvorenim pitanjem.

4.2. Personalizirani tACS

Ova studija koristila je personaliziranu tACS stimulaciju u thetarangeu na MSL i kognitivnu funkciju. Ovaj se pristup temeljio na studiji koju su proveli Reinhart i Nguyen (2019.) koji su pokazali korisne učinke personaliziranog frontotemporalnog theta tACS-a u usporedbi sa standardnim theta tACS-om na WM zadatak kod zdravih starijih osoba [57]. Individualne vršne frekvencije mjerene su dok su sudionici izvodili N-back zadatak kako bi odredili individualnu frekvenciju stimulacije, iako usporedba između personaliziranih i standardnih theta nije bila u opsegu ove studije. Pretpostavljamo da bi individualizacija paradigmi stimulacije mogla biti važna zbog učinkovitije vršne frekvencije kao što su predložili npr. Reinhart i Nguyen, ali i na temelju diferencijalnih funkcionalnih učinaka niskih theta frekvencija (4e4,5 Hz) u usporedbi s visokim theta frekvencijama (7 Hz) na WM izvedba [78e80]. Točnije, 4 Hz tACS prema desnom parijetalnom korteksu poboljšao je WM kapacitet, dok je 7 Hz tACS smanjio WM kapacitet u zdravih mladih odraslih [78e80]. Jones i sur. usporedili su bifokalni tACS od 7 Hz s tACS od 4,5 Hz primijenjen na FPN i pronašli pozitivne učinke za 4,5 Hz, ali ne i 7 Hz stimulaciju na WM performanse [79]. Međutim, postoje i izvješća koja nisu pokazala učinke personalizacije, kao što je to slučaj u trenutnoj studiji TMS-a [81].
Prosječna frekvencija stimulacije u ovoj studiji bila je 4,5 Hz, što odgovara gore navedenim niskim theta frekvencijama relevantnim za WM. Budući da usporedba između personaliziranog i standardnog (nepersonaliziranog) theta tACS nije bila u opsegu ove studije, ne možemo izvući nikakav zaključak o tome je li personalizacija u ovoj studiji učinkovitija od nepersonaliziranog bifocaltACS u theta rasponu, zanimljivo pitanje to se mora riješiti u nadolazećim studijama.

4.3. N-back zadatak

Razlog za korištenje zadatka N-back bio je dvojak. Prije svega, kao način mjerenja pojedinačne theta frekvencije tijekom izvođenja WM zadatka. Drugo, korišten je kao dodatni kontrolni eksperiment da se potvrdi da je stimulacija doista bila usmjerena na FPN i modulira ključnu funkciju koju obrađuje FPN. Bihevioralni rezultati zadatka WM podupiru ideju da tatACS prema FPN-u poboljšava izvedbu WM-a [24,25]. Budući da nije bilo neuroslikačkih podataka koji bi potvrdili da je FPN doista bio ciljan, razlika u ponašanju u izvedbi WM-a pruža korelacijski dokaz.

U ovoj studiji mogli bismo ponoviti zapažanja Violanteet al. pokazujući da egzogena sinkronizacija kortikalnih oscilacija u theta rasponu poboljšava izvedbu WM-a kada su kognitivni zahtjevi bili umjereno visoki (2-leđna razina) [24]. Proširili smo rezultate pokazujući da je ovo primjenjivo samo na razinu 2-natrag, a ne na težu 3-razinu leđa. Čini se da učinkovitost paradigme stimulacije slijedi obrnuti U-oblik u odnosu na težinu zadatka. Kohorta ove studije bila je zdrava starija osoba. Iako je trenutačno nejasno bi li mlade odrasle osobe i dalje imale koristi od oscilatorne sinkronizacije tijekom zadatka 3-leđa, moglo bi se nagađati da je obrnuti oblik s vrhuncem na 2-zadatku leđa povezan s dobi.

Studije koje su uspoređivale izvedbu WM zadataka između mladih i zdravih starijih odraslih osoba pokazale su smanjenje izvedbe povezano s dobi, posebno u zadacima s visokim kognitivnim zahtjevima[82,83]. Kao odgovor na veliko opterećenje WM-om, starije odrasle osobe pokazuju relativnu hipoaktivaciju u fronto-parijetalnim regijama u usporedbi s mladim odraslim osobama [82,84]. "Hipoteza korištenja neuronskih krugova povezana s kompenzacijom" daje okvir za ovaj fenomen; hiperaktivacije povezane sa starenjem vidljive su tijekom zadataka s niskim WM opterećenjem zbog smanjene neuralne učinkovitosti, s hipoaktivacijom za zadatke s visokim WM opterećenjem zbog smanjenog neuralnog kapaciteta [85]. Ovo pokazuje da starije odrasle osobe koriste kompenzacijske mehanizme već sa zadacima s niskim WM opterećenjem (1-natrag) i stoga nisu u mogućnosti regrutirati potrebne živčane resurse tijekom zadataka s visokim WM opterećenjem (3-natrag)[82,83].

Heinzel i kolege pretpostavili su da je promjena u neuronskoj aktivnosti posljedica smanjenja FPN sprezanja; pokazali su da se fronto-parijetalna povezanost smanjila kod starijih osoba tijekom2-leđa, a još više tijekom 3-leđnih zadataka [73,86]. To bi moglo ukazivati ​​na to da je razlika u učinkovitosti stimulacije između zadataka 2-leđa i 3-leđa povezana sa stupnjem manjkave sprege FPN-a unutar ovih zadataka i da bi intervencijski pristup s tACS-om mogao samo dovoljno kompenzirati te mehanizme za 2-backzadatak, ali ne više za 3-backzadatak. Nedostatak poboljšanja tijekom 1-stanja leđa može ukazivati ​​na to da prirodni kompenzacijski mehanizmi nisu osjetljivi na učinke ove paradigme stimulacije. To ukazuje na specifičnu učinkovitost koja ovisi o stanju mozga uzrokovanom količinom WM opterećenja.

Rezultati zadatka N-back pokazali su specifičan učinak na vrijeme reakcije, a ne na stopu pogodaka, lažne uzbune i točnost. Ovi su nalazi slični prethodnim studijama Polanije i sur. (2012), Violante i sur. (2017), i Alekseichuk et al. (2017) koji su koristili thetatACS za ciljanje FPN-a. Sinkronizirani tACS smanjio je vrijeme reakcije [24,25], dok je desinkronizirani tACS povećao vrijeme reakcije na vizualni WM zadatak [25,76]. Točan razlog za učinak na vrijeme reakcije, ali ne i na druge parametre ostaje nedokučiv. Violante i suradnici pokazali su odnos između povećane parijetalne BOLD aktivacije i smanjenog vremena reakcije [24]. Dokazi ukazuju na kritičnu ulogu parijetalnog područja u održavanju WM-a [87]. Stoga, Violante i sur. sugeriraju da je povećanje neuralne aktivacije u parijetalnim područjima moglo biti u interakciji s mehanizmima povezanima s vremenom reakcije [24]. Međutim, Alekseichuk et al. tvrde da su poboljšana vremena reakcije povezana s mrežom, budući da su otkrili povećana vremena reakcije nakon desinkronizacije prefrontalnih područja iz parijetalnih područja [76]. Oni tvrde da je to zbog pada u unosu informacija, što se odražava u dugotrajnoj desinkronizaciji theta ritma u korteksu [76]. Iako se čini da rezultati upućuju na specifične učinke sinkroniziranog theta tACS-a na vrijeme reakcije, točni mehanizmi ostaju nejasni. Potrebna je daljnja analiza kako bi se razdvojili točni fiziološki mehanizmi odgovora tijekom WM zadataka.

4.4. Budući koraci

Ova studija bila je studija dokaza principa za istraživanje uključenosti FPN-a u učenje motoričkih sekvenci. Ova studija ima nekoliko ograničenja, o kojima se raspravlja korištenjem prijedloga za buduće studije. Prvo, sadašnji podaci sugeriraju jasan učinak na bihevioralne performanse intervencijskog pristupa tijekom zadatka, međutim, nije jasno utječe li on na učenje. Nije bilo jasne statističke interakcije između stanja i blokova koja bi potkrijepila snažan učinak učenja, iako vjerojatno postoje naznake potencijalnog dodatnog učinka na učenje korištenjem promjena u tijeku točnosti i trenda razlike za ukupno učenje na kraju obuke. Ovo važno otvoreno pitanje mora se detaljno obraditi u nadolazećim studijama s intenzivnijom obukom (npr. dulje sesije obuke, višestruke sesije obuke). Štoviše, naknadne sesije poboljšat će naše razumijevanje konsolidacije i mogućeg zadržavanja poboljšanja ponašanja. Motoričko učenje obuhvaća višestruke procese poput online i offline učenja. Online učenje je njihov napredak tijekom obuke zadatka; izvanmrežno učenje događa se nakon treninga i vitalni je dio konsolidacije naučenog ponašanja [67,88e90].

Višestruke sesije omogućit će nam da istražimo nastavlja li se poboljšanje s višestrukim treninzima, različito utječe na online i offline učenje (ili samo na izvedbu) i zadržava li se tijekom dužih razdoblja. Drugo, trenutačno ne možemo zaključiti je li personalizacija frekvencije stimulacije korisna u usporedbi s standardizirana frekvencija (npr. 6 Hz) za stimulaciju u sadašnjoj studiji [23e25]. Ovaj je aspekt bio izvan opsega ove studije i treba ga razmotriti u nadolazećim studijama. Usporedba standardizirane s nepersonaliziranom paradigmom stimulacije tada će dati uvjerljivije rezultate o važnosti personalizacije za endogenu oscilatornu aktivnost unutar sadašnjeg zadatka. Na kraju, za daljnju personalizaciju pristupa buduće studije trebale bi personalizirati postavljanje elektroda u pojedinačni mozak na temelju simulacija.

U trenutnoj studiji, postavljanje elektroda definirano je standardiziranim lokacijama korištenjem EEG kape sa sustavom 10/20. Koristili smo koncentrične elektrode i svaka se montaža sastojala od male kružne središnje elektrode okružene većom povratnom elektrodom. Pokazalo se da ova postavka poboljšava žarište u usporedbi s drugim elektrodama kao što su 5 5 cm pravokutne elektrode ili postave prstenastih elektroda s povratnom elektrodom na zasebnom području [91]. Za simulaciju distribucije električnog polja, pogledajte sliku 2B. Ova poboljšana mogućnost naglašava važnost preciznosti postavljanja elektroda jer je stimulacija najučinkovitija blizu središta elektroda [92].

Tehnika koja se trenutno koristi temelji se na 10-20-sustavu elektroda naširoko se koristi u NIBS studijama [93]. Međutim, ovo je standardizirani sustav postavljanja elektroda koji se temelji na anatomskim orijentirima koji se mogu razlikovati od sudionika [94]. Nedavna studija Scrivenera i Readera usporedila je položaje elektroda s upotrebom EEG kapice s MRI slikama istih sudionika. Otkrili su da položaji elektroda odstupaju od stvarnih kortikalnih položaja s najmanjom SD od 4,35 mm u frontalnim područjima i najvećim SD od 6,25 mm u okcipitalnom i parijetalnom području[95]. Malo je vjerojatno da će ta odstupanja rezultirati bilo kakvim razlikama u ponašanju zbog žarišnosti stimulacije. Međutim, pokazuje da postoji prostor za poboljšanje u smislu precizne definicije ciljnih lokacija i dosljednosti u postavljanju elektroda. Način poboljšanja preciznosti je korištenje neuronavigacijskih tehnika vođenih strukturalnim neuroimagingom ili korištenjem funkcionalne MRI za točno određivanje točnih ciljnih lokacija za stimulaciju[93].

5. Zaključak

Zaključno, u ovoj smo studiji uspjeli pokazati uzročnu vezu između stimuliranja FPN-a i poboljšanja u anMSL zadatku. Štoviše, uspjeli smo pokazati izrazitu učinkovitost FPN sinkronizacije za motoričke zadatke s niskim i visokim WM opterećenjem, što je rezultiralo poboljšanom izvedbom motoričkog zadatka s visokim WM opterećenjem, ali bez učinaka stimulacije na motoričke zadatke s niskim WM opterećenjem. Unatoč jasnom učinku na razinu izvedbe, nije bilo jasnog učinka, vjerojatno nagovještaja, prema poboljšanju motoričkog učenja, aspekta koji se mora detaljno pozabaviti u nadolazećim studijama. Mehanizmi djelovanja upućuju na učinak stimulacije na poboljšanu sposobnost održavanja i izvođenja sekvenci. Trenutno znanje o korištenju tACS-a za ciljanje frontalnih i parijetalnih područja za poboljšanje MSL-a je ograničeno. Međutim, ovi rezultati pokazuju da je ciljanje FPN-a kao mreže koja koristi personaliziranu bifokalnu oscilatornu stimulaciju pristup koji obećava. Osim toga, ova je studija pokazala da theta tACS primijenjen na FPN poboljšava izvedbu WM-a. Ovo otkriva važnu interakciju između motoričke i kognitivne domene ukazujući na nju kao na obećavajuću metu za intervencijske strategije temeljene na NIBS-u. Međutim, da bi se to uspješno učinilo, kritično je važno da bi takav pristup mogao biti učinkovit samo kada je kognitivno opterećenje određenog zadatka značajno visoko kao što je ovdje prikazano WM opterećenjem.

Uzeti zajedno, personalizirani orkestrirani bifokalni tACS primijenjen na FPN poboljšao je performanse na MSL zadatku. Ovo bi moglo ponuditi obećavajuću strategiju za poboljšanje motoričkih vještina i motoričkog učenja kod zdravih starijih osoba i neuroloških pacijenata koji pokazuju nedostatke u motoričkim performansama i/ili motoričkom učenju.

Financiranje

Sadašnji projekt je podržan od strane Zaklade Defitech (Morges, CH) i #2017-205 'Personalizirane zdravstvene i srodne tehnologije (PHRT-205)' ETH domene.

Izjava o doprinosu autorstvu

LR Draaisma: Konceptualizacija, Dizajn eksperimenta, Metodologija, Validacija, Prikupljanje podataka, Formalna analiza, Pisanje originalnog nacrta, Pisanje recenzije i uređivanje, Vizualizacija, Administracija projekta. MJ Wessel: Konceptualizacija, administracija projekta, pisanje recenzije i uređivanje. M. Moyne: Validacija, Randomizacija, Prikupljanje podataka. T. Morishita: Pisanje e-recenzije i uređivanje. FC Hummel: Konceptualizacija, Dizajn eksperimenta, Interpretacija rezultata, Pisanje recenzije i uređivanje.

Izjava o konkurentskom interesu

Autori izjavljuju da nemaju poznatih financijskih interesa ili osobnih odnosa koji bi mogli utjecati na rad o kojem se izvještava u ovom radu.

Priznanja

Zahvaljujemo Pablu Maceiri na čitanju rukopisa i pružanju izvrsnih komentara, Eleni Beanato na pružanju skripte za prethodnu obradu SFTT podataka, Robertu Salamanci-Gironu na njegovom doprinosu pružanjem i prilagodbom njegove Matlab skripte za analizu vršne frekvencije EEG-a i Giorgia Giulia Evangelista na njezinom doprinosu postavljanju SimNIBS-a i njezinoj pomoći u vizualizaciji prstenastih elektroda i distribucije električnog polja. Ovu studiju poduprlo je EEG postrojenje HumanNeuroscience Platform, Fondation Campus Biotech Geneva, Ženeva, Švicarska.

Reference

[1] Willingham DB. Neuropsihološka teorija učenja motoričkih vještina. PsycholRev 1998;105:558e84.https://doi.org/10.1037/0033-295X.105.3.558.

[2] Dupont-Hadwen J, Bestmann S, Stagg CJ. Motorički trening modulira intrakortikalnu inhibitornu dinamiku u motoričkom korteksu tijekom pripreme pokreta. Brain Stimul 2019;12:300e8.https://doi.org/10.1016/j.brs.2018.11.002.

[3] Karni A, Meyer G, Jezzard P, Adams MM, Turner R, Ungerleider LG. Funkcionalni MRI dokaz za plastičnost motoričkog korteksa odraslih tijekom učenja motoričkih vještina. Nature 1995;377:155e8.https://doi.org/10.1038/377155a0.

[4] Seidler RD, Bo J, Anguera JA. Neurokognitivni doprinosi učenju motoričkih vještina: uloga radnog pamćenja. J Mot Behav 2012;44:445e53.https://doi.org/10.1080/00222895.2012.672348.

[5] Buch ER, Santarnecchi E, Antal A, Born J, Celnik PA, Classen J, et al. Učinci dCS-a na motoričko učenje i formiranje pamćenja: dokument o konsenzusu i kritičkoj poziciji. Clin Neurophysiol Off J Int Fed Clin Neurophysiol 2017;128:589e603.https://doi.org/10.1016/j.clinph.2017.01.004.

[6] Wessel MJ, Zimerman M, Hummel FC. Neinvazivna stimulacija mozga: intervencijski alat za poboljšanje bihevioralnog treninga nakon moždanog udara. Front HumNeurosci 2015;9:265.https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00265.

[7] Krause V, Meier A, Dinkelbach L, Pollok B. Beta pojas transkranijalna izmjenična (tACS) i stimulacija istosmjernom strujom (tDCS) primijenjena nakon početnog učenja olakšava dohvaćanje motoričke sekvence. Front Behav Neurosci 2016;10.https://doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00004.

[8] Pollok B, Boysen AC, Krause V. Učinak stimulacije transkranijalnom izmjeničnom strujom (tACS) na alfa i beta frekvenciji na motoričko učenje. Behav BrainRes 2015;293:234e40.https://doi.org/10.1016/j.bbr.2015.07.049.

[9] Anguera JA, Reuter-Lorenz PA, Willingham DT, Seidler RD. Doprinosi prostornog radnog pamćenja vizuomotoričkom učenju. J Cognit Neurosci 2010;22:1917e30.https://doi.org/10.1162/jocn.2009.21351.

[10] Maxwell JP, Masters RSW, Eves FF. Uloga radne memorije u motoričkom učenju i izvedbi. Conscious Cognit 2003;12:376e402.https://doi.org/10.1016/s1053-8100(03)00005-9}.

For more information:1950477648nn@gmail.com