هدف قرار دادن شبکه فرونتوپاریتال با استفاده از تحریک جریان متناوب بین جمجمه ای دو کانونی در طی یک کار یادگیری توالی حرکتی در سالمندان سالم بخش 1

خلاصه

زمینه و هدف: سالمندان سالم کاهش عملکرد حرکتی و ظرفیت یادگیری حرکتی و همچنین عملکرد حافظه کاری (WM) را نشان می‌دهند. پیشنهاد شده است که WM در فرآیندهای یادگیری حرکتی، مانند یادگیری توالی دخیل باشد. شواهد همبستگی دخالت شبکه frontoparietal (FPN)، یک شبکه زیربنایی فرآیندهای WM، در یادگیری توالی حرکتی را نشان داده‌اند.

یادگیری حرکتی به روش هایی برای بهبود کارایی یادگیری و حافظه از طریق ورزش، موسیقی، رقص، هنرهای رزمی و غیره اطلاق می شود. یادگیری حرکتی متفاوت از روش های سنتی یادگیری، توجه بیشتری به عملکرد هماهنگ بدن و مغز دارد و یادگیری را آرام تر و لذت بخش تر می کند. .

تاثیر یادگیری حرکتی بر حافظه بسیار قابل توجه است. از طریق ورزش می توانیم سطح متابولیک بدن را بهبود بخشیم، گردش خون را تسریع کنیم و اکسیژن و مواد مغذی را به طور کامل به مغز برسانیم. در عین حال، یادگیری حرکتی می‌تواند هیپوکامپ مغز را نیز تحریک کند، که یک منطقه کلیدی ذخیره‌سازی حافظه است که می‌تواند به ما کمک کند دانش را بهتر به خاطر بسپاریم و درک کنیم.

علاوه بر این، یادگیری حرکتی می تواند تمرکز و تمرکز افراد را نیز بهبود بخشد. در حین ورزش، بدن انسان مقادیر زیادی انتقال دهنده های عصبی مانند دوپامین و آدرنالین ترشح می کند که می تواند به ما احساس مثبت و انرژی بیشتری بدهد. این برای ما برای تمرکز بهتر روی وظایف یادگیری بسیار مفید است.

در یادگیری حرکتی می توانیم انواع روش های ورزشی مانند طناب زدن، بازی بسکتبال، رقصیدن، یوگا و ... را انتخاب کنیم.روش های مختلف ورزشی اثرات متفاوتی روی مغز دارند. به عنوان مثال، رقص می تواند به ما کمک کند تا ریتم بدن را بهتر کنترل کنیم و آگاهی فضایی را بهبود بخشیم. بازی بسکتبال می تواند به ما در درک بهتر محیط خارجی و مقابله با موقعیت های پیچیده کمک کند.

به طور خلاصه، یادگیری حرکتی نقش مهمی در بهبود کارایی یادگیری و حافظه ما دارد. ما باید ورزش را در یادگیری روزانه ادغام کنیم، از هم افزایی بدن و مغز به طور کامل استفاده کنیم و لذت بیشتری بیاموزیم و رشد کنیم. مشاهده می شود که باید حافظه خود را تقویت کنیم. Cistanche deserticola می تواند به طور قابل توجهی حافظه را بهبود بخشد زیرا Cistanche deserticola یک ماده دارویی سنتی چینی با اثرات منحصر به فرد بسیاری است که یکی از آنها بهبود حافظه است. اثربخشی گوشت چرخ کرده از مواد فعال مختلفی که شامل اسید، پلی ساکاریدها، فلاونوئیدها و غیره است، ناشی می شود. این مواد می توانند به طرق مختلف سلامت مغز را ارتقا دهند.

روی 10 روش برای بهبود حافظه کلیک کنید

با این حال، شواهد علّی در حال حاضر وجود ندارد. مطالعات تحریک غیر تهاجمی مغز (NIBS) تا کنون عمدتاً بر روی نواحی مرتبط با حرکت متمرکز شده اند تا یادگیری توالی حرکتی را تقویت کنند، در حالی که مناطق مرتبط با جنبه های شناختی بیشتر یادگیری حرکتی هنوز مورد توجه قرار نگرفته است. فرضیه: در این مطالعه، هدف ما ارائه شواهد علّی است. برای دخالت فرآیندهای WM و FPN زمینه‌ای در اجرای موفقیت‌آمیز یک کار یادگیری توالی حرکتی با استفاده از تحریک جریان متناوب تاتراکرانیال (tACS) که FPN را در طول یک کار یادگیری توالی حرکتی هدف قرار می‌دهد.

روش‌ها: در گروهی متشکل از 20 سالمند سالم، ما tACS دو کانونی را در محدوده تتا به FPN در طول یک کار یادگیری توالی اعمال کردیم. با استفاده از یک طرح دوسوکور و متقاطع، ما اثربخشی فعال را در مقایسه با تحریک ساختگی آزمایش کردیم. دو نسخه از کار موتور استفاده شد: یکی با آندوی بالا با بار WM کم، برای بررسی اثربخشی تحریک بر روی وظایف متفاوت در تقاضای WM. علاوه بر این، اثرات تحریک بر عملکرد WM با استفاده از یک کار N-back پرداخته شد. فرکانس tACS با استفاده از EEG برای اندازه‌گیری فرکانس پیک تتا در طول کار theN-back شخصی‌سازی شد.

نتایج: استفاده از تتا taCS شخصی شده در FPN باعث بهبود عملکرد در طول کار یادگیری موتورسوالی با بار WM بالا (p <.001) شد، اما نه با بار WM کم. تحریکات فعال به طور قابل توجهی هم سرعت (001/0 < p) و هم دقت (03/0 ¼ p) را در طول کار با بار WM بالا بهبود بخشیدند. پشت کار (p ¼ 0.013)، اما نه برای 1-بازگشت و 3-بازگشت.

نتیجه‌گیری: عملکرد در طول یک تکلیف یادگیری توالی حرکتی را می‌توان با استفاده از تتا tACS دو کانونی شخصی‌سازی‌شده به FPN هنگامی که بار WM بالا است، افزایش داد، که نشان می‌دهد کارایی این الگوی تحریک به تقاضای شناختی در طول کار یادگیری بستگی دارد. این داده‌ها شواهد علّی بیشتری برای دخالت حیاتی فرآیندهای WM و FPN در طول اجرای یک کار یادگیری توالی حرکتی در سالمندان سالم ارائه می‌کنند. این یافته‌ها فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای مقابله با کاهش عملکرد حرکتی، ظرفیت یادگیری و عملکرد WM مرتبط با سن ایجاد می‌کند.

1. معرفی

توانایی کسب مهارت‌های حرکتی جدید در زندگی روزمره مهم است. یادگیری حرکتی فرآیندی وابسته به تمرین است که در آن حرکات سریع‌تر و دقیق‌تر انجام می‌شوند [1]. تحقیقات گسترده‌ای به درک بیشتر بسترهای عصبی و مکانیسم‌های اساسی درگیر در کسب، تثبیت و حفظ مهارت‌های حرکتی جدید کمک کرده است. 2e4].

این مورد به ویژه برای مطالعات تحریک غیر تهاجمی مغز (NIBS) است که سعی در بهبود یادگیری حرکتی با ترکیب تمرین یک کار چالش برانگیز حرکتی با یک الگوی تحریک دارد [5e8]. با این حال، مطالعات نشان داده اند که وظایف حرکتی چالش برانگیز، مانند یادگیری توالی حرکتی (MSL)، منحصراً به فرآیندهای مرتبط با حرکت متکی نیستند، بلکه به فرآیندهای شناختی مانند حافظه کاری (WM) نیز وابسته هستند [4،9،10]. با کمال تعجب، نواحی مغز مرتبط با WM هدفی برای پارادایم های NIBS که برای مطالعه MSL در نظر گرفته شده است، نبوده است.

MSL فرآیندی است که در آن حرکات مستقل مرتبط می‌شوند و در نهایت منجر به یک توالی چند عنصری می‌شود که می‌تواند به سرعت و با دقت انجام شود [4،11]. مطالعات دخالت WM در MSL را نشان داده است [12e14]. WM به توانایی ذخیره و دستکاری موقت اطلاعات در ذهن اشاره دارد [15]. تنوع بین فردی در WM به عنوان مثال، شامل تعداد مواردی است که می توان آنها را نگه داشت و با آنها کار کرد [4]. این برای MSL مهم است، به ویژه در طول فرآیند گروه بندی عناصر این توالی در "تکه".

این فرآیند تکه تکه شدن منجر به اجرای سریعتر حرکات می شود [16e18]. بسیاری از مطالعات نشان داده اند که سالمندان سالم کاهش توانایی یادگیری توالی حرکتی را نشان می دهند [12،14]. علاوه بر این، افزایش سن عملکردهای شناختی از جمله WM را کاهش می دهد [19]. بنابراین، اخیراً یک تعامل بین سن، ظرفیت WM و MSL پیشنهاد شده است [14]، اگرچه شواهد علی به نفع این پیشنهاد محدود است.

یک فناوری عصبی امیدوارکننده برای ارائه شواهد علّی، استفاده از NIBS است، مانند تحریک جریان متناوب ترانس کرانیال (tACS) [20e23]. این تکنیک اجازه می دهد تا به طور برون زا با فعالیت های نوسانی مداوم تداخل داشته باشد و شبکه های خاصی مانند شبکه جلویی-پاریتال (FPN) را هدف قرار دهد تا عملکردهای شناختی مربوطه را به طور خاص افزایش یا کاهش دهد، مانند فرآیندهای WM [24،25].

FPN، یک شبکه مرتبط با WM، در طول وظایف توالی حرکتی فعال می شود [18,26e29]. فرآیندهای شناختی متکی بر تعاملات هماهنگ درون و بین شبکه های مغزی است که با فعالیت نوسانی در مغز اجرا می شود [30،31]. به عنوان مثال، کارایی با همگام سازی نوسانی شلیک عصبی افزایش می یابد، که مجموعه هایی از نورون ها را ایجاد می کند که عملکردهای محاسباتی خاصی را انجام می دهند [31،32]. مکانیسم کار اصلی tACS جذب یا همگام سازی شبکه های عصبی است [20،33].

فرکانس تحریک برای مطابقت با فرکانس نوسانی درون زا و وضعیت مغز آن تنظیم می شود. به طور خاص تر، tACS به تعامل برون زا با نوسانات مداوم اجازه می دهد، که می تواند منجر به انسجام بیشتر در داخل شبکه ها با تأثیر رفتاری مربوطه شود [23،33،34]. نوسانات عصبی در محدوده تتا (4e8 هرتز) در وظایف WM با افزایش قدرت تتا در طول افزایش بار WM [35e37] درگیر هستند. پولانیا و همکاران و Violante و همکاران. یک رابطه علی بین همگام سازی نوسانات تتا با اختلاف فاز نسبی 0⁰ در FPN و بهبود عملکرد WM نشان داده اند [24،25]. با این حال، دانش در مورد اثرات همگام سازی نوسانات تتا ناشی از tACS در FPN و MSL وجود ندارد.

در این مطالعه، هدف ما تعیین رابطه علی بین WM و MSL در سالمندان سالم بود. برای انجام این کار، تتا tACS شخصی شده روی قشر جلوی پیشانی پشتی جانبی راست (DLPFC) و قشر جداری خلفی (PPC) برای بهبود MSL با استفاده از آموزش تکلیف ضربه زدن متوالی انگشت (SFTT) اعمال شد [3]. برای ارزیابی اهمیت WM در طول MSL و چگونگی تأثیر آن توسط تحریک FPN، از دو نسخه SFTT استفاده شد. نسخه ها از نظر بار کم و زیاد WM متفاوت بودند.

بار WM با نشان دادن صریح توالی روی صفحه در طول کار کم نگه داشته شد [38]. در نسخه با بار بالای WM، این توالی باید قبل از انجام کار حفظ می شد و کار را نشان نمی داد. این نگهداری آنلاین از توالی در حین انجام حرکات به طور مرتبط به فرآیندهای WM وابسته است [39].

علاوه بر این، ما بررسی می کنیم که آیا الگوی تحریک فعلی WM را با استفاده از یک کار N-back بهبود می بخشد [24]. با این مطالعه، ما FPN را به عنوان یک مکان هدف تحریک اضافی برای عملکرد حرکتی و تقویت یادگیری معرفی می‌کنیم و اهمیت در نظر گرفتن فرآیندهای شناختی را در طول الگوهای MSL روشن می‌کنیم.

2. روش ها

2.1. شركت كنندگان

در این مطالعه، ما ¼ 21 شرکت کننده سالم، مسن تر، راست دست (N¼ 11 زن، میانگین سنی ± sd: 4.4 ± 69.6، میانگین ضریب جانبی موجودی دستی ادینبورگ 85.03 ± 17.3) را انتخاب کردیم [40]. داده‌های ¼ 20 شرکت‌کننده به دلیل انصراف یک شرکت‌کننده به دلیل تغییر نامرتبط در سلامت جسمانی در نظر گرفته شد. معیارهای ورود به مطالعه عبارت بودند از: 60 سال [41e43]، راست دست، و عدم وجود موارد منع مصرف برای تحریک الکتریکی ترانس کرانیال (tES).

معیارهای خروج از مطالعه عبارتند از: بیماری های عصبی-روانی، سابقه تشنج، دارویی که به طور بالقوه با tES تداخل دارد، اختلال عملکرد اسکلتی عضلانی که حرکات انگشتان را مختل می کند، نوازنده حرفه ای و مصرف داروهای مخدر. همه شرکت کنندگان یک رضایت آگاهانه امضا کرده اند. این مطالعه مطابق با اعلامیه هلسینکی [44] انجام شد. تأییدیه اخلاقی از کمیته اخلاق کانتونی در وود، سوئیس (شماره پروژه: 2017-00765) اخذ شد.

2.2. طراحی تجربی

طرح این مطالعه دوسوکور، شم-کنترل شده و متقاطع بود. شامل دو جلسه قبل از کراس اوور و دو جلسه بعد از کراس اوور بود. در طول جلسه در روز اول، شرکت کنندگان مطلع شدند، غربالگری شدند و از آنها خواسته شد که سه پرسشنامه مختلف (پرسشنامه ایمنی tES، پرسشنامه دستی ادینبورگ (EHI)، مرکز مطالعات اپیدمیولوژیک مقیاس افسردگی (CES-D)) را پر کنند [40،45]. پس از آن، شرکت کنندگان یک تست Nback با اکتساب EEG برای تجزیه و تحلیل فرکانس اوج انجام دادند.

پس از اندازه‌گیری EEG، شرکت‌کنندگان تمرینات حرکتی و شناختی را با tACS همزمان انجام دادند. روز بعد شرکت کنندگان فقط تمرین حرکتی را با tACS انجام دادند. شرایط تحریک در هر دو روز متوالی یکسان بود و پس از کراس اوور تغییر کرد. ترتیب تحریک به صورت شبه تصادفی توسط آزمایش‌کننده‌ای که در جمع‌آوری داده‌ها دخیل نبود، تعریف شد.

نابینایی برای شرایط تحریک هر دو شرکت‌کننده و آزمایش‌کننده توسط آزمایش‌گر دیگری که پارامترها را تنظیم کرده و محرک‌ها را در طول آزمایش روشن می‌کرد، تضمین شد. بین جلسات متقاطع قبل و بعد بر اساس کار قبلی ما حداقل یک دوره دو هفته ای وجود داشت [46]. همان وظایف، با توالی های مختلف، پس از متقاطع، به استثنای پرسشنامه ها، تکرار شد. لطفاً شکل 1 A را برای جدول زمانی طراحی مطالعه ببینید.

For more information:1950477648nn@gmail.com