מיקוד לרשת הפרונטו-פריאטלית באמצעות גירוי זרם חילופין טרנסגולגולתי דו-מוקדי במהלך משימת למידה של רצף מוטורי אצל מבוגרים בריאים חלק 3

3.4. זמן תגובה

הצלחנו לשחזר את התוצאות של Violante ועמיתיו לזמן התגובה של הפרמטר עם השפעה משמעותית של גירוי F(1, 47.10) ¼ 5.33, p ¼ .025, hp2 ¼ {{25 }}.1 (אפקט בינוני), וכן אפקט עבור רמת קושי F(1, 35.77) ¼ 44.61, p < .001 hp2 ¼ 0.55 (אפקט גדול), ואפקט אינטראקציה F(1, 34.54) ¼ 4.83, p ¼ .035,hp2 ¼ 0.12 (אפקט בינוני). ניתוח פוסט-הוק עם תיקון Tukey הראה הבדל משמעותי בין דמה לגירוי אמיתי במהלך רמת קושי 2, t(42.1) ¼ 3.22, p ¼ .013, אך לא עבור רמה 1 t(42.6) ¼ 0.20, p ¼ .997.

הקשר בין גירוי דמה לזיכרון הוא תחום מחקר מעניין מאוד. לעתים קרובות אנו שומעים כמה אנשים אומרים שהם יכולים לשפר את הזיכרון שלהם על ידי הפעלת גירוי מזויף, ויש כמה מחקרים מדעיים המאשרים זאת.

גירוי דמה מתייחס לאות חזותי או שמיעתי שאינו קיים בסביבה אך נוצר באופן מלאכותי. אם ניקח לדוגמא גירוי דמה חזותי, נוכל להשתמש בפלאש כדי להפיק אור פתאומי, או להציג במהירות כמה תמונות כדי להשפיע על תשומת הלב והזיכרון של אנשים. באופן דומה, ניתן להשיג גירוי דמה שמיעתי גם על ידי השמעת צליל מסוים או עריכה מהירה של קטעי דיבור שונים.

כמה מחקרים עדכניים הראו שגירוי דמה יכול להפעיל את המוח שלנו ולשפר את הזיכרון שלנו. הסיבה לכך היא שכאשר אנו מגורים על ידי האותות הללו, המוח שלנו יבצע באופן אוטומטי עיבוד כלשהו, ​​כגון הוספת מידע זה לזיכרון העבודה שלנו או גיוס הזיכרון לטווח ארוך שלנו. כמובן שהאפקט הזה אינו ממושך ולרוב נמשך דקות ספורות בלבד. אבל אם נשתמש באותות הללו כראוי, נוכל לשפר את יעילות הלמידה והזיכרון שלנו.

יש לציין שחשוב מאוד לעשות שימוש סביר בגירוי שווא. הסתמכות יתר על גירוי עלולה להוביל לעייפות מוחית מוגזמת, המשפיעה על הלמידה והזיכרון שלנו. יתר על כן, גישה זו אינה מתאימה לכל אחד. אנשים מסוימים עשויים לחוות תגובות שליליות עקב רגישות לאור או קול וצריכים להימנע משיטה זו.

בקיצור, שימוש סביר בגירוי שווא יכול לשפר את הזיכרון שלנו, אך עלינו לשים לב למתינות ולהימנע מהסתמכות יתר על שיטה זו. יחד עם זאת, עלינו גם להמשיך ולחפש באופן פעיל טכניקות למידה וזיכרון אחרות כדי להשיג תוצאות טובות יותר. ניתן לראות שאנו צריכים לשפר את הזיכרון, ו-Cistanche deserticola יכול לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון ש-Cistanche deserticola הוא חומר רפואי סיני מסורתי בעל השפעות ייחודיות רבות, אחת מהן היא שיפור הזיכרון. היעילות של בשר טחון מגיעה מהמרכיבים הפעילים השונים שהוא מכיל, לרבות חומצה, פוליסכרידים, פלבנואידים ועוד. מרכיבים אלו יכולים לקדם את בריאות המוח בדרכים שונות.

לחץ לדעת 10 דרכים לשיפור הזיכרון

שני התנאים הראו עלייה משמעותית בזמן התגובה בין רמה 1 לרמה 2, שהייתה בולטת יותר במצב הדמה t(36.4) ¼ 6.16, p < .001 מאשר המצב האמיתי t(36.4) ¼ 3.25, p ¼ .013 הוספת 3-רמת הקושי האחורי למודל לא הובילה ללא השפעה לגירויF(1,78.24) ¼ 1.61, p ¼ .209, השפעה משמעותית עבור רמת הקושי F(2,67.65) ¼ 34.99, p < .001 וללא אפקט אינטראקציה F(2, 67.65) ¼ 0.75,p ¼ .478, ראה איור 5.

3.5. פרמטרים של ביצועים N-גב (מכות, אזעקות שווא, דיוק)

הניתוחים לא הראו השפעה עיקרית של גירוי על אף אחד מהפרמטרים הללו עבור מודל 2 ו-3 רמות הקושי. הייתה השפעה עיקרית משמעותית של רמת הקושי. מצביע על ירידה משמעותית בביצועים עם עלייה ברמות n-גב בכל הפרמטרים. לא היו השפעות אינטראקציה של קשיי גירוי. אנא עיין בטבלה 1 לתוצאות סטטיסטיות.

3.6. ניתוח תדר שיא

במהלך מדידות ה-EEG נרכשו נתונים מ-9 אלקטרודות במהלך ביצוע המדידה המוקדמת של משימת ה-N-גב. תדירות השיא הממוצעת האינדיבידואלית של 3 רמות ה-N-back בשילוב שימשה כתדירות הטעימה המותאמת אישית עבור שאר המחקר. התוצאות של שיא תדירות הממוצע הכולל הראו ממוצע קבוצתי של 4.5 (sd ¼ 0.28) עם טווח שבין 4.1 ל-5.4. לפרטים נוספים, ראה טבלה 2.

3.7. תחושות גירוי וסנוורים

בהתבסס על הראיון עם תחושת הגירוי, לא היו השפעות שליליות עקב גירוי ה-tACS ודווחו רק תחושת tACS מינורית. רוב המשתתפים הגיבו ב"אין" או "קל". יתר על כן, לא היה הבדל משמעותי בין תנאי הגירוי והדמה עבור כל אחת מהתחושות שנתפסו, ראה טבלה 3.

המשתתפים לא הצליחו להבחין בין גירוי אמיתי ודומה. מבחן בינומי הצביע על כך ששיעור התשובות הנכונות במהלך מפגש 1 היה 0.4, שלא היה שונה משמעותית מרמת הסיכוי (0.5), p ¼ .503 . עבור מפגש 2, שיעור התשובות הנכונות היה 0.6, מה שלא היה שונה באופן מובהק מהסיכוי, p ¼ .503, ראה טבלה 4.

4. דיון

התוצאה העיקרית של מחקר זה היא ש-tACS מותאם אישית, דו-מוקדית, מסונכרנת ל-FPN הימני יכול לשפר את הביצועים במהלך SFTT עם עומס WM גבוה במבוגרים בריאים. לעומת זאת, פרדיגמה התערבותית זו לא השפיעה על הביצועים במהלך ה-SFTT, אם עומס ה-WM היה נמוך. ממצאים אלו מצביעים על כך שהיעילות של bifocal theta tACS מיושם באופן סינכרוני על DLPFC ו-PPCis תלוי בדרישות הקוגניטיביות ובמצב הקוגניטיבי הבסיסי במהלך המשימה. היבט זה נתמך עוד יותר על ידי הממצאים ש-tACS שיפר גם את ביצועי משימות N-back ספציפיות לרמות קושי תובעניות מספיק.

4.1. משימה מוטורית

התוצאות הנוכחיות תומכות בהשקפה של השפעה סיבתית של תנודות תטא דו-מוקדיות מסונכרנות המופעלות על FPN הימנית על הביצוע של משימת למידה של רצף מוטורי.

עדויות קורלטיביות להפעלת ה-FPN במהלך משימות הקשה באצבע הוצגו בעבר באמצעות הדמייה עצבית [62,63]. המטה-אנליזה של Witt ועמיתיו (2008) הראתה שמטלות הקשה על אצבעות בקצב חזותי או עצמי גורמות לפעילות קונקורדנטית ב-DLPFC הימני ובקליפת הקודקוד הנמוכה הימנית [63]. עם זאת, למיטב ידיעתנו, זה היה בפעם הראשונה ה-FPN שימש כמטרה לפרדיגמת tACS במטרה לשפר את ה-MSL.

כאן, הצלחנו להדגים שיפור בביצועים ורמז לשיפור אפשרי של השפעות האימון בגישה זו, אך אך ורק למצב SFTT עם עומס WM גבוה (מצב מזכור). לכן, היעילות של פרדיגמת הגירוי המתוזמר הנוכחית על התנהגות מוטורית הייתה תלויה בכמות עומס ה-WM במהלך המשימה. זה עולה בקנה אחד עם המחקר של Violante ועמיתיו (2017) שהראה ש-theta tACS ל-FPN הימני שיפר את הביצועים במשימת WM, אבל רק עבור המשימה עם עומס WM גבוה יותר [24]. זה עשוי להיות מוסבר על ידי העובדה שה-FPN מראה יותר קוהרנטיות בטווח התטא במהלך משימות WM עם עומס WM גבוה [64]. עם השימוש ב-tACS, מוצע להיות מסוגל להגביר את הקוהרנטיות באופן אקסוגני על ידי הסחף של תנודת קליפת המוח בין אזורים מרוחקים [20]. למרות שלא אימתנו את קוהרנטיות הרשת עם השימוש ב-EEG או אמצעי הדמיה אחרים, אנו משערים שתנודות תטא המושרות באופן אקסוגני עשויות להעצים את הפעילות הפיזיולוגית המתמשכת הכרוכה בעיבוד WM, אשר בתורו תמך בתהליך הביצוע והרכישה של המשימה המוטורית עם WM גבוה עומס, אך לא עם עומס WM נמוך.

הסבר אפשרי נוסף הוא שהמעורבות של ה-FPN קשורה לתהליך משנה ספציפי של WM. ניתן לחלק WM באופן גס לשלושה תהליכי משנה: קידוד, תחזוקה, ושליפה [65]. מצב ה-SFTT שאינו משונן דרש מהמשתתפים ללמוד את הרצף תוך כדי ביצוע התנועות, אשר נופל תחת שלב הקידוד. במהלך מצב ה-SFTT שנשנן, המשתתפים היו צריכים לשמור ולאחזר את הרצף שנלמד קודם לכן בזמן ביצוע התנועות. מטה-אנליזה עדכנית הראתה שבמהלך המעבר משלבי קידוד לתחזוקה ואחזור, המעורבות של ה-FPN עולה בהדרגה. לכן, ניתן לשער היטב שמצב ה-SFTT המשונן מרוויח יותר מה-FPN כמטרה בעוד שמצב ה-SFTT הלא-משונן מרוויח יותר מגירוי של אזורי מוח אחרים. לדוגמא, שלב הרכישה מסתמך במידה רבה על רשת הקשב הגבית, הכוללת בעיקר את שדות העיניים הקדמיות ואת ה-sulci התוך-פריאטלי [65,66]. יתרה מכך, מחקרים הראו מעורבות גבוהה של M1 בשלבים המוקדמים של הלמידה, עם הפחתת פעילות לקו הבסיס כאשר רצף הופך ידוע במפורש [67,68].

המעורבות של האזורים הפרונטאליים והפריאטליים במהלך MSL הוכחה היטב, אולם תפקידם התפקודי המדויק אינו ברור [67,69e71]. ניתן לחלק את MSL לשלושה שלבי למידה שונים: שלב 1 לרכישה, שלב 2 לאיחוד ושלב 3 לשימור. שלב הלמידה המוקדם מסתמך במידה רבה יותר על תהליכים קוגניטיביים כגון WM, המראה הפעלה בקליפת המוח הקדם-מצחית ובאזורים הפריאטליים [72e74]. במחקר זה, היעילות של מיקוד ה-FPN כדי לשפר את הביצועים ב-MSLtask היא ככל הנראה ספציפית לעומס WM. מחקרים שהתמקדו בתהליכי ה-WM מצאו כי ה-FPN קשור לתחזוקה ומניפולציה של מידע כאשר תנודות תטא מסונכרנות בין שני אזורי המוח [25,64]. זה עשוי להסביר מדוע הביצועים במשימת הרצף המוטורי השתפרו רק במהלך משימת העומס הגבוה של WM, שבה המשתתפים היו צריכים לבצע את הרצף מהזיכרון.

יתרה מכך, גם הדיוק וגם המהירות השתפרו משמעותית במצב המשונן עקב גירוי tACS. עם זאת, הגירוי האמיתי גרם לעלייה חדה ברמת הדיוק, בעוד שקבוצת הדמה השתפרה בהדרגה יותר. תוצאות דומות הוצגו במחקר המשווה גירוי אנודלי טרנסגולגולתי ישיר (DCS) אמיתי לעומת דמה המופעל על ה-M1 ב-SFTT. קבוצות גיל שונות הושוו ומבוגרים יותר הראו עלייה חדה ברמת הדיוק בקבוצת הגירוי האמיתי ועלייה הדרגתית בקבוצת הדמה [75]. הם טוענים שגירוי M1 הפעיל הקל על הקידוד והאחסון של הרצף בזיכרון. במחקר הנוכחי, יעד הגירוי היה FPN והיה יעיל במצב המשונן כאשר הרצפים כבר נלמדו. תוצאה זו יכולה להיות מונעת על ידי יכולת מוגברת לתחזק ולאחזר את הרצף שנלמד קודם לכן, עקב סנכרון של תנודות תטא ב- FPN [65].

מחקר זה נועד להרחיב מחקרים קודמים שכוונו ל-FPN עם תטא tACS דו-מוקדי לשיפור ביצועי WM[24,25,76,77] על ידי שימוש במערך דומה כדי לחקור את ההשפעה על MSL. זו הייתה הפעם הראשונה שבה הן ה-DLPFC וה-PPC נועדו לשימוש בתטא tACS דו-מוקדי במהלך משימת למידה של רצף מוטורי. המטרה העיקרית הייתה למקד את ה-FPN כרשת שהוכחה כחשובה עבור WM והראתה הפעלה במהלך MSL [18,24e29,76,77]. למרות שהצלחנו להראות ש-tACS דו-מוקדי ל-FPN היה יעיל בעת שטיפת עומס WM, איננו יכולים לשלול כי ייתכן שהאפקט הזה נוצר על ידי גירוי חד-מוקדי של ה-DLPFC או ה-PPC. מחקר זה לא התכוון להשוות את היעילות של thetatACS מונו-מוקדי ל-Bifocal theta tACS ב-MSL. עם זאת, בהתבסס על ההשפעות החיוביות של מיקוד לאזורים אלה עם תטא tACS דו-מוקדי על ביצוע משימת MSL יש צורך במחקר נוסף כדי להגדיר את מנגנוני העבודה המדויקים ולקבוע את ההשפעות של גירוי מונו-מוקדי על כל אחד משני האזורים בנפרד. בשל היעדר מחקרים השוואתיים, לא ניתן לקבוע הצהרה סופית לגבי ההשפעות המועילות של גירוי FPN דו-מוקדי המכוון יתר על המידה לאחד מאזורי היעד במוח. מחקרים נוספים שעתידים להגיע יצטרכו להתייחס לשאלה פתוחה זו בפירוט.

4.2. tACS מותאם אישית

מחקר זה השתמש בגירוי tACS מותאם אישית בטווח של MSL ותפקוד קוגניטיבי. גישה זו התבססה על מחקר של Reinhart and Nguyen (2019) שהראו את ההשפעות המועילות של תטא tACS פרונטו-טמפורלי מותאם אישית בהשוואה ל-tACS סטנדרטי על משימת WM במבוגרים בריאים יותר [57]. תדרי שיא אינדיבידואליים נמדדו בזמן שהמשתתפים ביצעו את משימת ה-N-גב כדי לקבוע את תדירות הגירוי האישי, אם כי השוואה בין תטא אישי לסטנדרטי לא הייתה בהיקף המחקר הנוכחי. אנו מניחים שפרדיגמות גירוי אינדיבידואליות עשויות להיות חשובות בגלל תדר שיא יעיל יותר, כפי שהוצע על ידי למשל, Reinhart ו-Nguyen, אך גם בהתבסס על ההשפעות הפונקציונליות הדיפרנציאליות של תדרי תטא נמוכים (4e4.5 הרץ) בהשוואה לתדרי תטא גבוהים (7 הרץ) על ביצועי WM [78e80]. ליתר דיוק, 4 הרץ tACS לקליפת המוח הקדמית הימנית שיפרו את קיבולת ה-WM, בעוד ש-7 הרץ tACS הפחיתו את יכולת ה-WM במבוגרים צעירים בריאים [78e80]. Jones et al.השוו ביפוקאלי 7 Hz tACS ל-4.5 Hz tACS שהוחל על ה-FPN ומצאו השפעות חיוביות עבור 4.5 הרץ, אך לא גירוי של 7 הרץ על WMperformance [79]. עם זאת, ישנם גם דיווחים שלא הראו את ההשפעות של התאמה אישית כמו במחקר TMS נוכחי [81].
תדר הגירוי הממוצע במחקר הנוכחי היה 4.5 הרץ, מה שמתאים לתדרי התטא הנמוכים הנמוכים הרלוונטיים ל-WM. מכיוון שההשוואה בין תטא tACS סטנדרטית (לא מותאמת אישית) לא הייתה בהיקף המחקר הנוכחי, איננו יכולים להסיק כל מסקנה האם התאמה אישית במחקר הנוכחי יעילה יותר מאשר bifocaltACS לא מותאם אישית בטווח התטא, שאלה מעניינת יש לטפל בזה במחקרים הקרובים.

4.3. משימה N-גב

הסיבה לשימוש במשימה N-back הייתה כפולה. בראש ובראשונה, כדרך למדוד את תדר התטא הבודד בזמן ביצוע משימת WM. שנית, הוא שימש כניסוי בקרה נוסף כדי לוודא שהגירוי אכן הופנה ל-FPN ומאפנן פונקציית מפתח המעובדת על-ידי ה-FPN. התוצאות ההתנהגותיות של משימת WM תומכות ברעיון ש-thetatACS ל-FPN משפר את ביצועי WM [24,25]. מכיוון שלא היו נתוני הדמיית עצבים כדי לאשר שה-FPN אכן היה ממוקד, הבדל התנהגותי בביצועי WM מספק ראיות מתאם.

במחקר זה, נוכל לשחזר את התצפיות של Violanteet al. הראה כי סנכרון אקסוגני של תנודות קליפת המוח בטווח התטא שיפר את ביצועי ה-WM כאשר הדרישות הקוגניטיביות היו גבוהות במידה בינונית (2-רמת גב) [24]. הרחבנו את התוצאות על ידי כך שהראינו שזה היה ישים רק לרמה 2-אחורה ולא לרמה האחורית הקשה יותר 3-. נראה כי היעילות של פרדיגמת הגירוי באה בעקבות קשר הפוך בצורת U לקושי של המשימה. קבוצת המחקר הנוכחית הייתה מבוגרים בריאים. למרות שכרגע לא ברור אם מבוגרים צעירים עדיין יפיקו תועלת מהסנכרון המתנודד במהלך 3-מטלת הגב, אפשר לשער שהצורה ההפוכה עם השיא במשימה האחורית 2-קשורה לגיל.

מחקרים שהשוו ביצועים במטלות WM בין מבוגרים צעירים ובריאים הראו ירידה בביצועים הקשורים לגיל, במיוחד במשימות עם דרישה קוגניטיבית גבוהה [82,83]. בתגובה לעומס WM גבוה, מבוגרים יותר מראים היפואקטיבציה יחסית באזורים פרונטו-פריאטליים בהשוואה למבוגרים צעירים [82,84]. "השערת הניצול הקשור לפיצוי של מעגלים עצביים" מספקת מסגרת לתופעה זו; היפראקטיבציות הקשורות לגיל נראות במהלך משימות עם עומס WM נמוך עקב יעילות עצבית מופחתת, עם היפואקטיבציה עבור משימות עם עומס WM גבוה עקב קיבולת עצבית מופחתת [85]. זה מראה שמבוגרים יותר משתמשים במנגנוני פיצוי שכבר עם משימות עומס WM נמוך (1-גב) ולכן אינם מסוגלים לגייס את המשאבים העצביים הדרושים במהלך משימות עומס WM גבוה (3-חזרה)[82,83].

Heinzel ועמיתיו שיערו שהשינוי בפעילות הפנימית נובעת מירידה בצימוד FPN; הם הראו שהקישוריות הפרונטו-פריאטלית ירדה אצל מבוגרים במהלך2-גב ואף יותר במהלך 3-משימות גב [73,86]. זה יכול להצביע על כך שההבדל ביעילות הגירוי בין המשימות האחוריות וה3-גב קשורות למידת הצימוד החסר של ה-FPN בתוך משימות אלו וכי ההתערבות עם tACS יכולה רק לפצות מספיק על מנגנונים אלו. עבור 2-המשימה האחורית, אבל לא עוד עבור 3-המשימה האחורית. חוסר השיפור במהלך 1-מצב הגב יכול להצביע על כך שמנגנוני הפיצוי הטבעיים אינם רגישים להשפעות של פרדיגמת גירוי זו. זה מצביע על יעילות ספציפית שתלויה במצב המוח שנגרם מכמות העומס של WM.

התוצאות של משימת N-back הראו השפעה ספציפית על זמני תגובה, ולא על קצב פגיעה, אזעקות שווא ודיוק. ממצאים אלו דומים למחקרים קודמים של Polania et al. (2012), Violante et al. (2017), ו-Alekseichuk et al. (2017) שהשתמש ב-thetatACS כדי למקד את ה-FPN. tACS מסונכרן הפחית את זמני התגובה [24,25], בעוד ש-tACS לא מסונכרן הגדיל את זמן התגובה במשימת WM חזותית [25,76]. הסיבה המדויקת להשפעה על זמני תגובה אך לא על פרמטרים אחרים נותרה חמקמקה. Violante וחב' הראו קשר בין הפעלת BOLD פריאטלית מוגברת וירידה בזמני תגובה [24]. עדויות מצביעות על תפקיד קריטי של האזור הפריאטלי בתחזוקת WM [87]. לפיכך, Violante וחב' מציעים שהעלייה בהפעלה העצבית באזורים הפריאטליים עלולה לגרום לאינטראקציה עם המנגנונים הקשורים לזמני תגובה [24]. עם זאת, Alekseichuk et al. טוענים כי זמני התגובה המשופרים קשורים לרשת, שכן הם מצאו זמני תגובה מוגברים לאחר דה-סנכרון של האזורים הפרה-פרונטליים מאזורי הפריאטליים [76]. הם טוענים שזה נובע מירידה בקליטת מידע, המתבטאת בסינכרון של קצב התטא המתמשך בקליפת המוח [76]. למרות שנראה שהתוצאות מצביעות על השפעות ספציפיות של תטא tACS מסונכרן על זמני תגובה, המנגנונים המדויקים נותרו לא ברורים. ניתוח נוסף נחוץ כדי להפריד את המנגנונים הפיזיולוגיים המדויקים של תגובות במהלך משימות WM.

4.4. צעדים עתידיים

המחקר הנוכחי היה מחקר הוכחה לעיקרון לחקור את המעורבות של FPN בלימוד רצף מוטורי. למחקר זה יש מספר מגבלות, אשר נדונות באמצעות הצעות למחקרים עתידיים. ראשית, הנתונים הנוכחיים מצביעים על השפעה ברורה על הביצועים ההתנהגותיים של הגישה ההתערבותית במהלך המשימה, אולם אם היא משפיעה על הלמידה לא ברור. לא הייתה אינטראקציה סטטיסטית ברורה בין מצב לחסימות שתבסס אפקט למידה חזק, אם כי יש כנראה רמזים להשפעה נוספת פוטנציאלית על למידה תוך שימוש בשינויים במהלך הדיוק ובמגמה להבדל בלמידה הכוללת בסוף האימון. השאלה הפתוחה החשובה הזו צריכה להתייחס בפירוט במחקרים הבאים עם אימון אינטנסיבי יותר (למשל, מפגשי אימון ארוכים יותר, מפגשי אימון מרובים). יתרה מכך, מפגשי מעקב ישפרו את ההבנה שלנו לגבי הגיבוש והשימור האפשרי של שיפור התנהגות. למידה מוטורית כוללת תהליכים מרובים כמו למידה מקוונת ולא מקוונת. למידה מקוונת היא השיפור במהלך האימון של המשימה; למידה לא מקוונת מתרחשת לאחר אימון והיא חלק חיוני מגיבוש ההתנהגות הנלמדת [67,88e90].

מפגשים מרובים יאפשרו לנו לבחון האם השיפור נמשך עם מספר מפגשי הכשרה, משפיע באופן דיפרנציאלי על למידה מקוונת ולא מקוונת (או רק על ביצועים), והאם הוא נשמר לתקופות ארוכות יותר. שנית, כרגע איננו יכולים להסיק אם התאמה אישית של תדירות הגירוי מועילה בהשוואה ל- תדר סטנדרטי (למשל, 6 הרץ) לגירוי במחקר הנוכחי [23e25]. היבט זה היה מעבר להיקף המחקר הנוכחי ויש להתייחס אליו במחקרים הבאים. השוואת פרדיגמת הגירוי הסטנדרטית לא-אישית תספק תוצאות חותכות יותר לגבי החשיבות של התאמה אישית לפעילות תנודה אנדוגנית במסגרת המשימה הנוכחית. לבסוף, כדי להתאים אישית את הגישה מחקרים עתידיים צריכים להתאים אישית את מיקום האלקטרודות במוח האישי בהתבסס על סימולציות.

במחקר הנוכחי, מיקום האלקטרודה הוגדר על ידי מיקומים סטנדרטיים באמצעות מכסה EEG עם מערכת 10/20. השתמשנו באלקטרודות קונצנטריות וכל מונטאז' מורכב מאלקטרודה מרכזית עגולה קטנה המוקפת באלקטרודה חוזרת גדולה יותר. התקנה זו הוכחה כמשפרת את המיקוד בהשוואה לאלקטרודות אחרות כגון אלקטרודות מלבניות 5 5 ס"מ או הגדרות אלקטרודות עם אלקטרודה חוזרת על אזור נפרד [91]. להדמיה של התפלגות השדה החשמלי, ראה איור 2B. מתקן משופר זה מדגיש את חשיבות הדיוק של מיקום האלקטרודות שכן הגירוי יעיל ביותר קרוב למרכז האלקטרודות [92].

הטכניקה הנהוגה כיום המבוססת על 10-20-מערכת האלקטרודות הייתה בשימוש נרחב במחקרי NIBS [93]. עם זאת, זוהי מערכת סטנדרטית למיקום אלקטרודות המבוססת על ציוני דרך אנטומיים שיכולים להשתנות בין המשתתפים [94]. מחקר שנערך לאחרונה על ידי Scrivener andReader השווה את המיקומים של מיקומי האלקטרודות עם השימוש במכסה EEG עם תמונות MRI של אותם משתתפים. הם מצאו כי מיקומי האלקטרודות חרגו מהמיקומים האמיתיים בקורטיקליים עם ה-SD הקטן ביותר של 4.35 מ"מ באזורים הקדמיים והגדולים ביותר SD של 6.25 מ"מ באזור העורף והפריאטלי [95]. לא סביר שסטיות אלו יגרמו להבדלים בהתנהגות כלשהם עקב מוקד הגירוי. עם זאת, זה כן מראה שיש מקום לשיפור במונחים של הגדרה מדויקת של מיקומי יעד ועקביות במיקום האלקטרודות. דרך לשפר את הדיוק היא באמצעות טכניקות ניווט עצביות המונחות על ידי הדמיה עצבית מבנית או שימוש ב-MRI פונקציונלי כדי לאתר את מיקומי היעד המדויקים לגירוי[93].

5. מסקנה

לסיכום, במחקר זה, הצלחנו להראות קשר סיבתי בין גירוי ה-FPN לבין שיפורים במשימת anMSL. יתר על כן, הצלחנו להראות יעילות ייחודית של סנכרון FPN עבור משימות מוטוריות עם עומס WM נמוך וגבוה, וכתוצאה מכך ביצועים משופרים במשימה המוטורית עם עומס WM גבוה, אך ללא השפעות גירוי על המטלה המוטורית עם עומס WM נמוך. למרות ההשפעה הברורה על רמת הביצועים, לא הייתה השפעה ברורה, כנראה רמז, לשיפור הלמידה המוטורית, היבט שיש להתייחס אליו בפירוט במחקרים הבאים. מנגנוני הפעולה מצביעים על השפעה של הגירוי על יכולת משופרת לשמור ולבצע את הרצפים. הידע הנוכחי על שימוש ב-tACS לאזורים פרונטאליים ופריאטליים למטרת שיפור MSL מוגבל. עם זאת, תוצאות אלו מצביעות על כך שהכוונה ל-FPN כרשת תוך שימוש בגירוי דו-מוקדי מותאם אישית היא גישה מבטיחה. בנוסף, המחקר הנוכחי הראה ש-theta tACS שהוחל על FPN שיפר את ביצועי ה-WM. זה חושף משחק גומלין חשוב בין התחום המוטורי והקוגניטיבי המצביע עליו כיעד מבטיח לאסטרטגיות התערבותיות המבוססות על NIBS. עם זאת, כדי לעשות זאת בהצלחה, חשוב מאוד שגישה כזו עשויה להיות יעילה רק כאשר העומס הקוגניטיבי של משימה בהתאמה גבוה באופן משמעותי כפי שהוכח כאן על ידי עומס WM.

ביחד, tACS דו-מוקדי מתוזמר מותאם אישית שהוחל על ה-FPN שיפר את הביצועים במשימת MSL. זה עשוי להציע אסטרטגיה מבטיחה לשפר מיומנויות מוטוריות ולמידה מוטורית מבוגרים מבוגרים חולים ומטופלים נוירולוגיים המראים ליקויים בביצועים מוטוריים ו/או למידה מוטורית.

מימון

הפרויקט הנוכחי נתמך על ידי קרן Defitech (Morges, CH) ועל ידי #2017-205 'Personalized Health and RelatedTechnologies (PHRT-205)' של תחום ETH.

הצהרת תרומת מחבר אשראי

LR Draaisma: מושג, עיצוב ניסוי, מתודולוגיה, אימות, רכישת נתונים, ניתוח פורמלי, כתיבת טיוטה מקורית, כתיבת סקירה ועריכה אלקטרונית, ויזואליזציה, ניהול פרויקטים. MJ Wessel: מושגים, ניהול פרויקטים, כתיבה אלקטרונית סקירה ועריכה. M. Moyne: אימות, רנדומיזציה, רכישת נתונים. T. Morishita: כתיבת ביקורת ועריכה אלקטרונית. FC Hummel: מושג, עיצוב ניסוי, פרשנות של תוצאות, כתיבת סקירה ועריכה אלקטרונית.

הצהרת עניין מתחרה

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים או קשרים אישיים ידועים שיכלו להשפיע על העבודה המדווחת במאמר זה.

תודות

אנו מודים לפאבלו מסיירה על קריאת כתב היד וסיפק הערות מצוינות, לאלנה ביאנטו על שסיפקה את התסריט לעיבוד מקדים של נתוני ה-SFTT, לרוברטו סלמנקה-גירון על תרומתו בכך שסיפקה והתאמת תסריט ה-Matlab שלו לניתוח שיא תדר הEEG, ולג'ורג'יה ג'וליה אוונג'ליסטה על תרומתה. להקמת SimNIBS ועזרתה בהדמיה של אלקטרודות הטבעת וחלוקת השדה החשמלי. מחקר זה נתמך על ידי מתקן ה-EEG של Human Neuroscience Platform, Fondation Campus Biotech ז'נבה, ז'נבה, שוויץ.

הפניות

[1] ווילינגהם ד.ב. תיאוריה נוירופסיכולוגית של למידת מיומנויות מוטוריות. PsycholRev 1998;105:558e84.https://doi.org/10.1037/0033-295X.105.3.558.

[2] Dupont-Hadwen J, Bestmann S, Stagg CJ. אימון מוטורי מווסת דינמיקה מעכבת תוך קורטיקלית בקליפת המוח המוטורית במהלך הכנת התנועה.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. עדויות MRI פונקציונליות לפלסטיות של קליפת המוח המוטורית של מבוגרים במהלך למידת מיומנויות מוטוריות. Nature 1995;377:155e8.https://doi.org/10.1038/377155a0.

[4] סיידלר RD, Bo J, Anguera JA. תרומות נוירוקוגניטיביות ללמידה מוטורית: תפקיד זיכרון העבודה. 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. השפעות של DCS על למידה מוטורית ויצירת זיכרון: מאמר קונצנזוס ועמדה קריטית. 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. גירוי מוחי לא פולשני: כלי התערבותי לשיפור אימון התנהגותי לאחר שבץ מוחי. Front HumNeurosci 2015;9:265.https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00265.

[7] Krause V, Meier A, Dinkelbach L, Pollok B. Beta band transcranial alternating (tACS) וגירוי זרם ישר (tDCS) המופעל לאחר למידה ראשונית מאפשרים אחזור של רצף מוטורי. Front Behav Neurosci 2016;10.https://doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00004.

[8] Pollok B, Boysen AC, Krause V. ההשפעה של גירוי זרם חילופין טרנסגולגולתי (tACS) בתדר אלפא ובטא על למידה מוטורית. 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. תרומות של זיכרון עבודה מרחבי ללמידה ויזו-מוטורית. J Cognit Neurosci 2010;22:1917e30.https://doi.org/10.1162/jocn.2009.21351.

[10] Maxwell JP, Masters RSW, Eves FF. תפקיד זיכרון העבודה בלמידה מוטורית וביצועים. Cognit מודע 2003;12:376e402.https://doi.org/10.1016/s1053-8100(03)00005-9.

For more information:1950477648nn@gmail.com