Inriktning på det frontoparietala nätverket med hjälp av bifokal transkraniell växelströmstimulering under en motorisk sekvens Inlärningsuppgift hos friska äldre vuxna Del 3

3.4. Reaktionstid

Vi kunde replikera resultaten från Violante och kollegor för parameterns reaktionstid med en signifikant effekt av stimulering F(1, 47,10) ¼ 5,33, p ¼ .025, hp2 ¼ {{25 }}.1 (medelhög effekt), samt en effekt för svårighetsgrad F(1, 35.77) ¼ 44.61, p < .001 hp2 ¼ 0.55 (stor effekt) och en interaktionseffekt F(1, 34,54) ¼ 4,83, p ¼ ,035, hp2 ¼ 0,12 (medeleffekt). Post-hoc-analys med Tukey-korrigering visade en signifikant skillnad mellan sken och verklig stimulering under svårighetsgrad 2, t(42.1) ¼ 3.22, p ¼ .013, men inte för nivå 1 t(42.6) ¼ 0.20, p ¼ .997.

Relationen mellan skenstimulering och minne är ett mycket intressant forskningsområde. Vi hör ofta en del människor säga att de kan förbättra sitt minne genom att använda falsk stimulering, och det finns några vetenskapliga studier som bekräftar detta.

Sham-stimulering hänvisar till en visuell eller auditiv signal som inte finns i omgivningen utan skapas på konstgjord väg. Med visuell skenstimulering som exempel kan vi använda en blixt för att producera ett plötsligt ljus, eller snabbt visa några bilder för att påverka människors uppmärksamhet och minne. På samma sätt kan auditiv skenstimulering också uppnås genom att spela ett visst ljud eller snabbt redigera olika talklipp.

Några nyare studier har visat att skenstimulering kan aktivera våra hjärnor och förbättra vårt minne. Detta beror på att när vi stimuleras av dessa signaler kommer våra hjärnor automatiskt att utföra viss bearbetning, som att lägga till denna information till vårt arbetsminne eller mobilisera vårt långtidsminne. Naturligtvis är denna effekt inte långvarig och varar vanligtvis bara några minuter. Men om vi använder dessa signaler på rätt sätt kan vi förbättra vår inlärnings- och minneseffektivitet.

Det bör noteras att det är mycket viktigt att använda falsk stimulering på ett rimligt sätt. Överberoende på stimulering kan leda till överdriven hjärntrötthet, vilket påverkar vår inlärning och vårt minne. Dessutom är detta tillvägagångssätt inte lämpligt för alla. Vissa människor kan uppleva biverkningar på grund av känslighet för ljus eller ljud och måste undvika denna metod.

Kort sagt, rimlig användning av falsk stimulering kan förbättra vårt minne, men vi måste vara uppmärksamma på måttfullhet och undvika alltför beroende av denna metod. Samtidigt behöver vi också fortsätta att aktivt leta efter andra inlärnings- och minnestekniker för att nå bättre resultat. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial som har många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från de olika aktiva ingredienserna det innehåller, inklusive syra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa på olika sätt.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Båda tillstånden visade en signifikant ökning av reaktionstiden mellan nivå 1 och nivå 2, som var mer framträdande i skentillståndet t(36.4) ¼ 6.16, p < .001än det verkliga tillståndet t(36.4) ¼ 3.25, p ¼ .013 Att lägga till 3-backsvårighetsnivån till modellen resulterade inte i någon effekt för stimuleringF(1,78.24) ¼ 1.61, p ¼ .209, en signifikant effekt för svårighetsgrad F(2.67.65) ¼ 34.99, p < .001 och ingen interaktionseffekt F(2, 67.65) ¼ 0.75, p ¼ .478, se Fig. 5.

3.5. N-back prestandaparametrar (träffar, falsklarm, noggrannhet)

Analyserna visade ingen huvudeffekt av stimulering på någon av dessa parametrar för modellerna med 2 och 3 svårighetsnivåer. Det fanns en signifikant huvudeffekt av svårighetsgraden. Indikerar en betydande minskning av prestanda med ökande n-back-nivåer på alla parametrar. Det fanns inga interaktionseffekter med stimuleringssvårigheter. Se tabell 1 för statistiska resultat.

3.6. Toppfrekvensanalys

Under EEG-mätningarna erhölls data från 9 elektroder under utförandet av pre-baseline-mätningen av N-back-uppgiften. Den individuella genomsnittliga toppfrekvensen för de 3 N-ryggnivåerna kombinerade användes som den personliga smakstimuleringsfrekvensen för resten av studien. Resultaten av den totala toppfrekvensen visade ett gruppmedelvärde på 4,5 (sd ¼ 0.28) med ett intervall mellan 4,1 och 5,4. För mer information, se Tabell 2.

3.7. Stimuleringsförnimmelser & förblindande

Baserat på stimuleringssensationsintervjun fanns det inga negativa effekter på grund av tACS-stimuleringen och endast mindre tACSsensationer rapporterades. De flesta deltagare svarade antingen med "ingen" eller "milt". Dessutom fanns det ingen signifikant skillnad mellan stimulerings- och skenförhållandena för någon av de upplevda förnimmelserna, se tabell 3.

Deltagarna kunde inte skilja mellan verklig och skenstimulering. Ett binomialtest visade att andelen korrekta svar under session 1 var 0.4, vilket inte skilde sig signifikant från chansnivån (0.5), p ¼ .503 . För session 2 var andelen korrekta svar 0,6, vilket inte var signifikant annorlunda än slumpen, p ¼ ,503, se tabell 4.

4. Diskussion

Huvudresultatet av denna studie är att personlig, bifokal, synkroniserad tACS till höger FPN kan förbättra prestandan under en SFTT med hög WM-belastning hos friska äldre. Däremot påverkade inte detta interventionella paradigm prestandan under SFTT, om WM-belastningen var låg. Dessa fynd indikerar att effekten av bifokal theta tACS tillämpas synkront på DLPFC och PPC är beroende av de kognitiva kraven och det underliggande kognitiva tillståndet under uppgiften. Denna aspekt stöds ytterligare av upptäckten att tACS också förbättrade N-back-uppgiftsprestanda specifikt för svårighetsnivåer som var tillräckligt krävande.

4.1. Motorisk uppgift

De aktuella resultaten stödjer synen på en orsakseffekt av synkroniserade bifokala theta-frekvenssvängningar som appliceras på högerFPN på utförandet av en motorsekvensinlärningsuppgift.

Korrelativa bevis för aktiveringen av FPN under fingerknackningsuppgifter har tidigare visats med hjälp av neuroimaging [62,63]. Metaanalysen av Witt och kollegor (2008) har visat att visuella eller självgående fingerknackande uppgifter inducerar konkordantaktivitet i den högra DLPFC och den högra inferior parietal cortex [63]. Men så vitt vi vet var detta första gången FPN användes som ett mål för ett tACS-paradigm med avsikten att förbättra MSL.

Här kunde vi visa en förbättring av prestanda och en ledtråd till en möjlig förbättring av träningseffekterna med detta tillvägagångssätt, men exklusivt för SFTT-tillståndet med hög WM-belastning (memorized condition). Därför var effektiviteten av det nuvarande orkestrerade stimuleringsparadigmet på motoriskt beteende beroende av mängden WM-belastning under uppgiften. Detta är i linje med studien av Violante och kollegor (2017) som visade att theta tACS till höger FPN förbättrade prestandan på en WM-uppgift, men bara för uppgiften med högre WM-belastning [24]. Detta kan förklaras av det faktum att FPN visar mer koherens i theta-intervallet under WM-uppgifter med hög WM-belastning [64]. Med användningen av tACS föreslås det att exogent kunna förbättra koherensen genom indragningen av den kortikala oscillationen mellan avlägsna regioner [20]. Även om vi inte verifierade nätverkets samstämmighet med användningen av EEG eller andra neuroavbildningsåtgärder, antar vi att exogent inducerade theta-oscillationer kan ha förstärkt den pågående fysiologiska oscillerande aktiviteten involverad i WM-bearbetning, vilket i sin tur har stött prestanda och förvärvsprocessen av den motoriska uppgiften med hög WM belastning, men inte med låg WM-belastning.

En annan möjlig förklaring är att involveringen av FPN är relaterad till en specifik delprocess av WM. WM kan grovt delas in i tre delprocesser: kodning, underhåll och återhämtning [65]. Det icke-memorerade SFTT-tillståndet krävde att deltagarna lärde sig sekvensen medan de utförde rörelserna, som faller under kodningsfasen. Under det memorerade SFTT-tillståndet behövde deltagarna bibehålla och hämta den tidigare inlärda sekvensen medan de utförde rörelserna. En nyligen genomförd metaanalys har visat att under övergången från kodning till underhåll och hämtning, ökar involveringen av FPN gradvis. Därför kan det väl antas att det memorerade SFTT-tillståndet drar mer nytta av FPN som ett mål medan det icke-memorerade SFTT-tillståndet tjänar mer på stimulering av andra hjärnregioner. Till exempel är förvärvsfasen starkt beroende av det dorsala uppmärksamhetsnätverket, som till övervägande del inkluderar de främre ögonfälten och de intraparietala sulci [65,66]. Dessutom har studier visat en hög involvering av M1 under de tidiga stadierna av inlärning, med reducering av aktivitet till baslinjen när en sekvens blir explicit känd [67,68].

Inblandningen av frontal- och parietalområdena under MSL har varit väl etablerad, men deras exakta funktionella roll är otydlig [67,69e71]. MSL kan delas in i tre olika inlärningsfaser: steg 1 för förvärv, steg 2 för konsolidering och steg 3 för retention. Den tidiga inlärningsfasen är mer beroende av kognitiva processer som WM, vilket visar en aktivering i den prefrontala cortex och parietalområdena [72e74]. I den här studien är effektiviteten av att rikta in FPN för att förbättra prestanda på MSL-uppgiften med största sannolikhet specifik för WM-belastningen. Studier som fokuserade på WM-processerna fann att FPN är associerad med underhåll och manipulering av information när theta-svängningar är synkroniserade mellan de två hjärnområdena [25,64]. Detta kan förklara varför prestandan på motorsekvensuppgiften bara förbättrades under den höga WM-belastningsuppgiften, där deltagarna var tvungna att utföra sekvensen från minnet.

Dessutom förbättrades både noggrannheten och hastigheten avsevärt i det memorerade tillståndet på grund av tACS-stimuleringen. Den verkliga stimuleringen inducerade dock en kraftig ökning av noggrannheten, medan skengruppen förbättrades mer gradvis. Liknande resultat har visats i en studie som jämför verklig vs. skenanodal transkraniell likströmsstimulering (DCS) applicerad på M1 på en SFTT. Olika åldersgrupper jämfördes och äldre vuxna visade en kraftig ökning av noggrannheten i realstimuleringsgruppen och en gradvis ökning i skengruppen [75]. De hävdar att den aktiva M1-stimuleringen underlättade kodningen och lagringen av sekvensen i minnet. I den aktuella studien var stimuleringsmålet FPN och var effektivt i det memorerade tillståndet när sekvenserna redan var inlärda. Detta resultat skulle kunna drivas av en förbättrad förmåga att upprätthålla och hämta den tidigare inlärda sekvensen, på grund av synkroniseringen av theta-svängningar i FPN [65].

Denna studie syftade till att utöka tidigare studier som har inriktat FPN med bifokal theta tACS för att förbättra WM-prestandan[24,25,76,77] genom att använda en liknande uppsättning för att studera effekten på MSL. Detta har varit första gången som både DLPFC och PPC har inriktats på användningen av bifokal theta tACS under en motorsekvensinlärningsuppgift. Huvudsyftet var att rikta in FPN som ett nätverk som har visat sig vara viktigt för WM och har visat aktivering under MSL [18,24e29,76,77]. Även om vi kunde visa att bifokal tACS till FPN var effektiv vid WM-belastningstvätt, kan vi inte utesluta att denna effekt kan ha genererats av en monofokal stimulering av antingen DLPFC eller PPC. Denna studie hade inte för avsikt att jämföra effekten av monofokal thetatACS med bifokal theta-tACS på MSL. Men baserat på de positiva effekterna av att rikta in dessa områden med bifokal theta tACS på utförandet av en MSL-uppgift är mer forskning nödvändig för att definiera de exakta arbetsmekanismerna och för att bestämma effekterna av monofokal stimulering på något av de två områdena separat. På grund av bristen på jämförande studier kan inget slutgiltigt uttalande göras om de fördelaktiga effekterna av bifokal FPN-stimulering som övermålar ett enda av målhjärnområdena. Ytterligare forskning i kommande studier kommer att behöva behandla denna öppna fråga i detalj.

4.2. Personlig tACS

Denna studie har använt personlig tACS-stimulering inom området för MSL och kognitiv funktion. Detta tillvägagångssätt baserades på en studie av Reinhart och Nguyen (2019) som visade de fördelaktiga effekterna av personlig frontotemporal theta tACS jämfört med en standardtheta tACS på en WM-uppgift hos friska äldre vuxna [57]. Individuella toppfrekvenser mättes medan deltagarna utförde N-back-uppgiften för att bestämma den individuella stimuleringsfrekvensen, även om en jämförelse mellan personlig och standard theta inte var inom ramen för denna studie. Vi antar att individualiserande stimuleringsparadigm kan vara viktigt på grund av en mer effektiv toppfrekvens som föreslagits av t.ex. Reinhart och Nguyen, men också baserat på de differentiella funktionella effekterna av lågthetafrekvenser (4e4,5 Hz) jämfört med höga thetafrekvenser (7 Hz) på WM-prestanda [78e80]. Mer specifikt förbättrade 4 Hz tACS till höger parietal cortex WM-kapaciteten, medan 7 Hz tACS reducerade WM-kapaciteten hos friska unga vuxna [78e80]. Jones et al. jämförde bifokal 7 Hz tACS med 4,5 Hz tACS applicerad på FPN och fann positiva effekter för 4,5 Hz, men inte 7 Hz stimulering på WMperformance [79]. Men det finns också rapporter som inte visade effekterna av personalisering som i en aktuell TMS-studie [81].
Den genomsnittliga stimuleringsfrekvensen i den föreliggande studien var 4,5 Hz, vilket passar med de ovan nämnda låga theta-frekvenserna som är relevanta för WM. Eftersom jämförelsen mellan personlig och standard (icke-personaliserad) theta tACS inte var inom ramen för denna studie, kan vi inte dra någon slutsats om huruvida personalisering i denna studie är effektivare än icke-personaliserad bifocaltACS i theta-området, en intressant fråga som måste tas upp i kommande studier.

4.3. N-back uppgift

Anledningen till användningen av N-back-uppgiften var tvåfaldig. Först och främst som ett sätt att mäta den individuella theta-frekvensen medan du utför en WM-uppgift. För det andra användes det som ett ytterligare kontrollexperiment för att verifiera att stimuleringen verkligen riktades till FPN och modulerar en nyckelfunktion som bearbetas av FPN. Beteenderesultaten av WM-uppgiften stöder uppfattningen att thetatACS till FPN förbättrar WM-prestandan [24,25]. Eftersom det inte fanns några neuroimagingdata för att bekräfta att FPN verkligen var inriktat, ger en beteendeskillnad i WM-prestanda korrelationsbevis.

I denna studie kunde vi replikera observationerna av Violanteet al. visar att exogen synkronisering av kortikala svängningar i thetaområdet förbättrade WM-prestandan när kognitiva krav var måttligt höga (2-baknivå) [24]. Vi har utökat resultaten genom att visa att detta bara gällde för nivå 2-bakåt och inte den svårare 3-bakåtnivån. Effektiviteten av stimuleringsparadigmet verkar följa en inverterad U-form i relation till uppgiftens svårighetsgrad. Den aktuella studiekohorten var friska äldre vuxna. Även om det för närvarande är oklart om unga vuxna fortfarande skulle dra nytta av den oscillerande synkroniseringen under 3-bakåtuppgiften, skulle man kunna spekulera i att den inverterade formen med toppen vid 2-bakuppgiften är åldersrelaterad.

Studier som har jämfört prestation på WM-uppgifter mellan unga och friska äldre vuxna har visat åldersrelaterad minskning av prestationsförmågan, särskilt i uppgifter med hög kognitiv efterfrågan[82,83]. Som svar på hög WM-belastning visar äldre vuxna en relativ hypoaktivering i frontoparietalregioner jämfört med unga vuxna [82,84]. Hypotesen "kompensationsrelaterad användning av neurala kretsar" tillhandahåller ett ramverk för detta fenomen; åldersrelaterade hyperaktiveringar ses under uppgifter med låg WM-belastning på grund av minskad neural effektivitet, med hypoaktivering för uppgifter med hög WM-belastning på grund av minskad neural kapacitet [85]. Detta visar att äldre vuxna använder kompensatoriska mekanismer redan med uppgifter med låg WM-belastning (1-tillbaka) och därför inte kan rekrytera de nödvändiga neurala resurserna under uppgifter med hög WM-belastning (3-tillbaka)[82,83].

Heinzel och kollegor antog att förändringen i den inre aktiviteten beror på en minskning av FPN-kopplingen; de visade att fronto-parietal anslutning minskade hos äldre vuxna under2-ryggen och ännu mer under 3-rygguppgifterna [73,86]. Detta skulle kunna indikera att skillnaden i effektivitet av stimulering mellan 2-rygg- och 3-rygguppgifterna är relaterad till graden av bristfällig koppling av FPN inom dessa uppgifter och att interventionsmetoden med tACS endast kan kompensera dessa mekanismer tillräckligt för den 2-tillbaka uppgiften, men inte längre för den 3-tillbaka uppgiften. Bristen på förbättring under 1-ryggtillståndet kan indikera att de naturliga kompensatoriska mekanismerna inte är känsliga för effekterna av detta stimuleringsparadigm. Detta pekar mot en specifik effekt som är beroende av hjärnans tillstånd orsakad av mängden WM-belastning.

Resultaten av N-back-uppgiften visade en specifik effekt på reaktionstider, och inte på träffhastighet, falsklarm och noggrannhet. Dessa fynd liknar tidigare studier av Polania et al. (2012), Violante et al. (2017), och Alekseichuk et al. (2017) som använde thetatACS för att rikta in sig på FPN. Synkroniserad tACS minskade reaktionstider [24,25], medan desynkroniserade tACS ökade reaktionstiden på en visuell WM-uppgift [25,76]. Den exakta orsaken till effekten på reaktionstider men inte på andra parametrar är fortfarande svårfångad. Violante et al. visade ett samband mellan ökad parietal BOLD-aktivering och minskade reaktionstider [24]. Bevis tyder på en kritisk roll för parietalområdet vid underhåll av WM [87]. Därför föreslår Violante et al. att ökningen av neural aktivering i parietalområdena kan ha interagerat med mekanismerna relaterade till reaktionstider [24]. Men Alekseichuk et al. hävdar att de förbättrade reaktionstiderna är nätverksrelaterade, eftersom de fann ökade reaktionstider efter desynkronisering av de prefrontala områdena från de parietala områdena [76]. De hävdar att detta beror på en minskning av informationsupptaget, vilket återspeglas i den långvariga teta-rytmdesynkroniseringen i cortex [76]. Även om resultaten verkar peka på specifika effekter av synkroniserad theta-tACS på reaktionstider, är de exakta mekanismerna fortfarande oklara. Ytterligare analys är nödvändig för att reda ut de exakta fysiologiska mekanismerna för svar under WM-uppgifter.

4.4. Framtida steg

Den aktuella studien var en proof-of-principle-studie för att undersöka involveringen av FPN i motorisk sekvensinlärning. Denna studie har några begränsningar, som diskuteras med hjälp av förslag för framtida studier. För det första föreslår föreliggande data en tydlig effekt på beteendeprestanda av den interventionella metoden under uppgiften, men om det påverkar lärandet är inte klart. Det fanns ingen tydlig statistisk växelverkan mellan tillstånd och blockeringar som skulle underbygga en stark inlärningseffekt, även om det förmodligen finns antydningar om en potentiell ytterligare effekt på inlärning med hjälp av förändringar i noggrannhetsförloppet och trenden till en skillnad för totalt lärande i slutet av utbildningen. Denna viktiga öppna fråga måste behandlas i detalj i kommande studier med mer intensiv träning (t.ex. längre träningspass, flera träningssessioner). Dessutom kommer uppföljningssessioner att förbättra vår förståelse för konsolideringen och eventuellt bibehållande av beteendeförbättring. Motorisk inlärning omfattar flera processer såsom online- och offlineinlärning. Onlineinlärning är förbättringen under träningen av uppgiften; offlineinlärning sker efter träning och är en viktig del av konsolideringen av inlärt beteende [67,88e90].

Flera sessioner gör det möjligt för oss att undersöka om förbättringar fortsätter med flera träningssessioner, påverkar olika inlärning online och offline (eller endast på prestation) och om den behålls under längre perioder. För det andra kan vi för närvarande inte dra slutsatsen om det är fördelaktigt att anpassa stimuleringsfrekvensen jämfört med en standardiserad frekvens (t.ex. 6 Hz) för stimulering i den här studien [23e25]. Denna aspekt låg utanför ramen för denna studie och måste behandlas i kommande studier. Att jämföra det standardiserade med ett personligt stimuleringsparadigmet kommer då att ge mer övertygande resultat om vikten av personalisering till endogen oscillerande aktivitet inom denna uppgift. Slutligen, för att ytterligare anpassa tillvägagångssättet bör framtida studier anpassa placeringen av elektroder i den individuella hjärnan baserat på simuleringar.

I den aktuella studien definierades elektrodplaceringen av standardiserade platser med hjälp av en EEG-kåpa med 10/20-systemet. Vi har använt koncentriska elektroder och varje montage bestod av en liten cirkulär mittelektrod omgiven av en större returelektrod. Denna inställning har visat sig förbättra fokalitet jämfört med andra elektroder, såsom 5 5 cm rektangulära elektroder eller uppsättningar av elektrod med returelektroden på ett separat område [91]. För en simulering av den elektriska fältfördelningen, se fig. 2B. Denna förbättrade anläggning framhäver vikten av precision av elektrodplaceringen eftersom stimuleringen är mest effektiv nära mitten av elektroderna [92].

Den för närvarande använda tekniken baserad på 10-20-elektrodsystemet har använts i stor utsträckning i NIBS-studier [93]. Detta är dock ett standardiserat elektrodplaceringssystem baserat på anatomiska landmärken som kan variera mellan deltagarna [94]. En nyligen genomförd studie av Scrivener andReader jämförde placeringarna av elektrodplaceringarna med användningen av en EEG-kåpa med MRI-bilder av samma deltagare. De fann att elektrodplaceringarna avvek från de faktiska kortikala platserna med den minsta SD på 4,35 mm i frontalområdena och den största SD på 6,25 mm i de occipital- och parietalområdena[95]. Dessa avvikelser kommer sannolikt inte att resultera i några beteendeskillnader på grund av stimuleringens fokus. Det visar dock att det finns utrymme för förbättringar när det gäller exakt definition av målplatser och konsistens i elektrodplacering. Ett sätt att förbättra precisionen är att använda neuronavigationstekniker styrda av strukturell neuroimaging eller med användning av funktionell MRI för att lokalisera de exakta målplatserna för stimulering[93].

5. Sammanfattning

Sammanfattningsvis, i denna studie kunde vi visa ett orsakssamband mellan stimulering av FPN och förbättringar i en MSL-uppgift. Dessutom kunde vi visa distinkt effektivitet av FPN-synkronisering för motoruppgifter med låg och hög WM-belastning, vilket resulterade i förbättrad prestanda på motoruppgiften med högWM-belastning, men inga stimuleringseffekter på motoruppgiften med lågWM-belastning. Trots den tydliga effekten på prestationsnivån fanns det ingen tydlig effekt, förmodligen en antydan, mot förbättring av motorisk inlärning, en aspekt som måste behandlas i detalj i kommande studier. Verkningsmekanismerna pekar mot en effekt av stimuleringen på en förbättrad förmåga att upprätthålla och utföra sekvenserna. Den nuvarande kunskapen om att använda tACS till frontala och parietala områden för att förbättra MSL är begränsad. Dessa resultat indikerar dock att inriktning på FPN som ett nätverk med hjälp av personlig bifokal oscillerande stimulering är ett lovande tillvägagångssätt. Dessutom visade den aktuella studien att theta tACS applicerad på FPN förbättrade WM-prestandan. Detta avslöjar ett viktigt samspel mellan det motoriska och kognitiva området som pekar på det som ett lovande mål för interventionsstrategier baserade på NIBS. Men för att göra detta framgångsrikt är det ytterst viktigt att ett sådant tillvägagångssätt endast kan vara effektivt när den kognitiva belastningen för en respektive uppgift är signifikant hög, vilket visas här av WM-belastningen.

Sammantaget, personlig orkestrerad bifokal tACS tillämpas på FPN förbättrade prestanda på en MSL-uppgift. Detta kan erbjuda en lovande strategi för att förbättra motoriska färdigheter och motorisk inlärning hos friska äldre vuxna och neurologiska patienter som uppvisar brister i motorisk prestation och/eller motorisk inlärning.

Finansiering

Det aktuella projektet stöddes av Defitech Foundation (Morges, CH) och av #2017-205 'Personalized Health and RelatedTechnologies (PHRT-205)' från ETH-domänen.

Kreditförfattarskapsbidrag

LR Draaisma: Konceptualisering, Design av experiment, Metodik, Validering, Datainsamling, Formell analys, Skriva originalutkast, Skriva e-granskning & redigering, Visualisering, Projektadministration. MJ Wessel: Konceptualisering, projektadministration, skriva e granskning & redigering. M. Moyne: Validering, Randomisering, Datainsamling. T. Morishita: Att skriva e-recension och redigera. FC Hummel: Konceptualisering, Design av experiment, Tolkning av resultat, Skriva e recension och redigering.

Anmälan om konkurrerande intresse

Författarna förklarar att de inte har några kända konkurrerande ekonomiska intressen eller personliga relationer som kunde ha tyckts påverka det arbete som redovisas i denna artikel.

Erkännanden

Vi tackar Pablo Maceira för att ha läst manuskriptet och lämnat utmärkta kommentarer, Elena Beanato för att ha tillhandahållit manuset för att förbehandla SFTT-data, Roberto Salamanca-Giron för hans bidrag genom att tillhandahålla och anpassa sitt Matlab-skript för EEG-toppfrekvensanalys, och Giorgia Giulia Evangelista för hennes bidrag till uppsättningen av SimNIBS och hennes hjälp med visualiseringen av ringelektroderna och det elektriska fältfördelningen. Denna studie stöddes av EEG-anläggningen för HumanNeuroscience Platform, Fondation Campus Biotech Geneva, Genève, Schweiz.

Referenser

[1] Willingham DB. En neuropsykologisk teori om motorisk inlärning. PsycholRev 1998;105:558e84.https://doi.org/10.1037/0033-295X.105.3.558.

[2] Dupont-Hadwen J, Bestmann S, Stagg CJ. Motorisk träning modulerar intrakortikal hämmande dynamik i den motoriska cortexen under rörelseförberedelser.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. Funktionell MR-bevis för vuxen motorisk cortex plasticitet under motorisk inlärning. Nature 1995;377:155e8.https://doi.org/10.1038/377155a0.

[4] Seidler RD, Bo J, Anguera JA. Neurokognitiva bidrag till motorisk inlärning: arbetsminnets roll. 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. Effekter av DCS på motorisk inlärning och minnesbildning: ett konsensus- och kritiskt ställningspapper. 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. Icke-invasiv hjärnstimulering: ett interventionellt verktyg för att förbättra beteendeträning efter stroke. Front HumNeurosci 2015;9:265.https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00265.

[7] Krause V, Meier A, Dinkelbach L, Pollok B. Betabands transkraniell alternerande (tACS) och likströmsstimulering (tDCS) tillämpad efter initial inlärning underlättar hämtning av en motorsekvens. Front Behav Neurosci 2016;10.https://doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00004.

[8] Pollok B, Boysen AC, Krause V. Effekten av transkraniell växelströmsstimulering (tACS) vid alfa- och betafrekvens på motorisk inlärning. 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. Bidrag från spatialt arbetsminne till visuomotorisk inlärning. J Cognit Neurosci 2010;22:1917e30.https://doi.org/10.1162/jocn.2009.21351.

[10] Maxwell JP, Masters RSW, Eves FF. Arbetsminnets roll i motorinlärning och prestation. Conscious Cognit 2003;12:376e402.https://doi.org/10.1016/s1053-8100(03)00005-9.

For more information:1950477648nn@gmail.com