Циљање на фронтопаријеталну мрежу коришћењем бифокалне транскранијалне стимулације наизменичном струјом током задатка учења моторичке секвенце код здравих старијих одраслих, 1. део

апстрактан

Позадина: Здрави старији одрасли показују смањење моторичких перформанси и капацитета за учење мотора, као и перформанси радне меморије (ВМ). Предложено је да ВМ буде укључен у процесе учења мотора, као што је учење секвенци. Корелациони докази су показали укљученост фронтопаријеталне мреже (ФПН), мреже која лежи у основи ВМ процеса, у учење моторичких секвенци.

Моторно учење се односи на методе за побољшање ефикасности учења и памћења кроз спорт, музику, плес, борилачке вештине, итд. За разлику од традиционалних метода учења, моторно учење посвећује више пажње координисаном раду тела и мозга, чинећи учење опуштенијим и пријатнијим. .

Утицај моторичког учења на памћење је веома значајан. Вежбањем можемо побољшати метаболички ниво тела, убрзати циркулацију крви и у потпуности снабдевати мозак кисеоником и хранљивим материјама. Истовремено, моторичко учење такође може стимулисати хипокампус у мозгу, који је кључна област за складиштење меморије која нам може помоћи да боље памтимо и разумемо знање.

Поред тога, моторичко учење такође може побољшати концентрацију и концентрацију људи. Током вежбања, људско тело лучи велике количине неуротрансмитера као што су допамин и адреналин, због чега се осећамо позитивније и енергичније. Ово нам је од велике помоћи да се боље фокусирамо на задатке учења.

У моторичком учењу можемо изабрати различите методе вежбања, као што су прескакање конопца, играње кошарке, плес, јога итд. Различите методе вежбања имају различите ефекте на мозак. На пример, плес нам може помоћи да боље контролишемо ритам тела и побољшамо просторну свест; играње кошарке нам може помоћи да боље сагледамо спољашње окружење и да се носимо са сложеним ситуацијама.

Укратко, моторичко учење игра важну улогу у побољшању наше ефикасности учења и памћења. Требало би да интегришемо вежбу у свакодневно учење, да у потпуности искористимо синергију тела и мозга и да учимо и растемо угодније. Види се да треба побољшати своје памћење. Цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење јер је цистанцхе десертицола традиционални кинески медицински материјал са многим јединственим ефектима, од којих је једно побољшање памћења. Ефикасност млевеног меса потиче од различитих активних састојака које садржи, укључујући киселину, полисахариде, флавоноиде, итд. Ови састојци могу да унапреде здравље мозга на различите начине.

Кликните на сазнајте 10 начина за побољшање меморије

Међутим, тренутно недостају узрочни докази. Студије неинвазивне мождане стимулације (НИБС) до сада су се фокусирале претежно на области повезане са мотором како би се побољшало учење моторичких секвенци, док областима које су повезане са више когнитивних аспеката моторичког учења још увек нису обрађене. Хипотеза: У овој студији желимо да пружимо узрочне доказе за укључивање ВМ процеса и основног ФПН-а у успешном извођењу задатка учења моторичке секвенце коришћењем тетатранскранијалне стимулације наизменичном струјом (тАЦС) која циља на ФПН током задатка учења моторичке секвенце.

Методе: У кохорти од 20 здравих старијих одраслих, применили смо бифокални тАЦС у тхета опсегу на ФПН током задатка учења секвенце. Коришћењем двоструко слепог, унакрсног дизајна, тестирали смо ефикасност активне супстанце у поређењу са лажном стимулацијом. Коришћене су две верзије моторичког задатка: једна са високим и једна са ниским ВМ оптерећењем, да би се истражила ефикасност стимулације на задацима који се разликују по захтевима за ВМ. Поред тога, ефекти стимулације на перформансе ВМ-а су адресирани коришћењем задатка Н-леђа. тАЦС фреквенција је персонализована коришћењем ЕЕГ-а мерењем индивидуалне тхета вршне фреквенције током Н-бацк ​​задатка.

Резултати: Примена персонализованог тхета тАЦС-а на ФПН побољшала је перформансе током задатка учења моторне секвенце са високим ВМ оптерећењем (п < .001), али не и са малим ВМ оптерећењем. Активна стимулација је значајно побољшала и брзину (п < .001) и тачност (п ¼ .03) током задатка са високим оптерећењем ВМ-а. Поред тога, парадигма стимулације је побољшала перформансе на задатку Н-леђа за 2- бацк таск(п ¼ .013), али не за 1-назад и 3-назад.

Закључак: Учинак током задатка учења моторичке секвенце може се побољшати коришћењем персонализованог бифокалног тета тАЦС-а на ФПН када је ВМ оптерећење високо, што указује да ефикасност ове парадигме стимулације зависи од когнитивног захтева током задатка учења. Ови подаци пружају додатне узрочне доказе за критичну укљученост ВМ процеса и ФПН-а током извршавања задатка учења моторичке секвенце код здравих старијих. Ова открића отварају нове узбудљиве могућности за сузбијање опадања моторичких перформанси, капацитета за учење и ВМ-а у вези са годинама.

1. Представљање

Способност стицања нових моторичких вештина је важна у свакодневном животу. Моторичко учење је процес који зависи од праксе у коме се покрети изводе брже и тачније [1]. Огромно истраживање је допринело бољем разумевању неуронских супстрата и основних механизама укључених у стицање, консолидацију и задржавање нових моторичких вештина. Неуронаучне студије су се претежно фокусирале на моторичку мрежу и кључну улогу примарног моторног кортекса (М1)[ 2е4].

Ово је посебно случај за студије неинвазивне мождане стимулације (НИБС) које покушавају да побољшају учење мотора комбиновањем праксе изазовног моторичког задатка са парадигмом стимулације [5е8]. Међутим, студије су сугерисале да се изазовни моторички задаци, као што је учење моторичке секвенце (МСЛ), не ослањају искључиво на моторичке процесе, већ и на онкогнитивне процесе, као што је радна меморија (ВМ) [4,9,10]. Изненађујуће, подручја мозга повезана са ВМ-ом нису била мета за НИБСпарадигме намењене проучавању МСЛ-а.

МСЛ је процес у коме су повезани независни покрети, што на крају резултира секвенцом са више елемената која се може извести брзо и тачно [4,11]. Студије су показале укљученост ВМ у МСЛ [12е14]. ВМ се односи на способност да се привремено чувају и манипулишу информацијама у уму [15]. Интер-индивидуална варијабилност у ВМ-у, на пример, састоји се од броја ставки које се могу држати и са којима се може радити [4]. Ово је важно за МСЛ, посебно током процеса груписања елемената ове секвенце у "комадове".

Овај процес раздвајања резултира бржим извођењем покрета [16е18]. Многе студије су показале да здрави старији показују пад способности учења моторичких секвенци [12,14]. Штавише, старење смањује когнитивне функције укључујући ВМ [19]. Стога је недавно предложена интеракција између старости, ВМ капацитета и МСЛ-а [14], иако су узрочни докази у прилог овој сугестији и даље ограничени.

Обећавајућа неуротехнологија за пружање узрочних доказа је употреба НИБС-а, као што је транскранијална стимулација наизменичном струјом (тАЦС) [20е23]. Ова техника омогућава егзогено мешање у текућу осцилаторну активност и циљање специфичних мрежа, као што је фронто-паријетална мрежа (ФПН), да би се побољшале или смањиле специфичне когнитивне функције, као што су ВМ процеси[24,25].

ФПН, мрежа повезана са ВМ, активира се током задатака моторичке секвенце [18,26е29]. Когнитивни процеси се ослањају на координисане интеракције унутар и између можданих мрежа, које се у мозгу реализују осцилаторном активношћу [30,31]. На пример, ефикасност се повећава осцилаторном синхронизацијом неуронског покретања, чиме се стварају ансамбли неурона који обављају специфичне рачунарске функције [31,32]. Главни радни механизам тАЦС-а је да увуче или синхронизује неуронске мреже[20,33].

Фреквенција стимулације је подешена тако да одговара ендогеној осцилаторној фреквенцији и њеном стању мозга. Тачније, тАЦС дозвољава егзогену интеракцију са текућим осцилацијама, што може довести до побољшане кохерентности унутар мрежа са одговарајућим утицајем понашања [23,33,34]. Неуронске осцилације у тхета опсегу (4е8 Хз) су ангажоване на ВМ задацима, са повећањем тхета снаге током повећаног ВМ оптерећења[35е37]. Поланиа ет ал. и Виоланте ет ал. су показали узрочну везу између синхронизације тета осцилација са релативном фазном разликом 0⁰ у ФПН-у и побољшања перформанси ВМ-а [24,25]. Међутим, недостаје знање о ефектима синхронизације тета осцилација у ФПН и МСЛ изазваној тАЦС.

У овој студији, имали смо за циљ да утврдимо узрочну везу између ВМ и МСЛ код здравих старијих одраслих особа. Да би се то урадило, персонализовани тхета тАЦС је примењен на десни дорсолатерални префронтални кортекс (ДЛПФЦ) и задњи паријетални кортекс (ППЦ) намењен побољшању МСЛ користећи обуку секвенцијалног задатка тапкања прстом (СФТТ) [3]. Да би се проценила важност ВМ током МСЛ-а и како на то утиче ФПН стимулација, коришћене су две верзије СФТТ-а. Верзије су се разликовале у смислу малог и високог ВМ оптерећења.

Оптерећење ВМ-а је одржавано на ниском нивоу експлицитним приказивањем секвенце на екрану током задатка [38]. У верзији са високим оптерећењем ВМ-а, ова секвенца је морала да се запамти пре задатка и није била приказана током задатка. Ово онлајн одржавање секвенце током извођења покрета се релевантно ослања на ВМ процесе [39].

Поред тога, проверавамо да ли садашња парадигма стимулације побољшава ВМ коришћењем задатка Н-бацк ​​[24]. Овом студијом представљамо ФПН као додатну циљну локацију за стимулацију за моторичке перформансе и побољшање учења и осветљавамо важност узимања у обзир когнитивних процеса током парадигми МСЛ-а.

2. Методе

2.1. Учесници

У овој студији регрутовали смо Н=21 здравих, старијих, дешњака (Н=11 жена, средња старост ± сд: 69,6 ± 4,4, средњи коефицијент латералности Единбуршки инвентар руке 85,03 ± 17,3)[40]. Подаци од Н=20 учесника су узети у обзир због одустајања једног учесника због неповезане промене у физичком здрављу. Критеријуми за укључивање су били: 60 година [41е43], дешњак, и одсуство контраиндикација за транскранијалну електричну стимулацију (тЕС).

Критеријуми за искључење су били: неуропсихијатријске болести, анамнеза нападаја, лекови који потенцијално утичу на тЕС, мишићно-скелетна дисфункција која омета покрете прстију, професионални музичар и узимање наркотика. Сви учесници су потписали информирани пристанак. Студија је обављена у складу са декларацијом из Хелсинкија [44]. Етичко одобрење је добијено од кантоналног етичког комитета у Вауду, Швајцарска (број пројекта: 2017-00765).

2.2. Експериментални дизајн

Дизајн ове студије је био двоструко слеп, лажно контролисан и унакрсно. Састојао се од две сесије пре крос-овера и две сесије након укрштања. Током сесије првог дана, учесници су обавештени, прегледани и замољени да попуне три различита упитника (тЕС безбедносни упитник, Единбуршки ХандеднессИнвентори (ЕХИ), Центар за епидемиолошке студије ДепрессионСцале (ЦЕС-Д)) [40,45]. Након тога, учесници су извршили Нбацк тест са ЕЕГ аквизицијом за анализу вршне фреквенције.

Након ЕЕГ мерења, учесници су радили моторни тренинг и когнитивни тренинг уз истовремени тАЦС. Следећег дана учесници су изводили само моторички тренинг са тАЦС-ом. Услов стимулације је остао исти оба узастопна дана и промењен је након цросс-овера. Редослед стимулације је дефинисан на псеудо-рандомизован начин од стране експериментатора који није био укључен у прикупљање података.

Слепило за услове стимулације и учесника и експериментатора је обезбеђивао додатни експериментатор који је постављао параметре и укључивао стимулаторе током експеримента. Између пре и после унакрсних сесија постојао је минимални период од две недеље, на основу нашег претходног рада [46]. Исти задаци, са различитим секвенцама, понављани су након укрштања, искључујући упитнике. Молимо погледајте слику 1 А за временску линију дизајна студије.

For more information:1950477648nn@gmail.com