Cuid 1:Meath a bhaineann le haois i dTón Cosc Cortical Neartaíonn Cuimhne Mhótair

Teagmháil: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Ríomhphost:audrey.hu@wecistanche.com

Pierre Petiteta,b,1,∗, Gershon Spitza,c,1, Uzay E. Emird,e, Heidi Johansen-Berga, Jacinta O'Sheaa,f

Ionad Wellcome um Néar-íomháú Comhtháiteach, Ionad FMRIB, Roinn Nuálacha na Néareolaíochtaí Cliniciúla (NDCN), Ospidéal John Radcliffe, Headington, Oxford, An Ríocht Aontaithe

b Lárionad Recherche agus Néareolaíochtaí de Lyon, Equipe Trajectoires, Inserm UMR-S 1028, CNRS UMR 5292, Université Lyon 1, Bron, An Fhrainc

c Institiúid Turner um Inchinne agus Meabhairshláinte, Ollscoil Monash, Melbourne, An Astráil

d Scoil na nEolaíochtaí Sláinte, Ollscoil Purdue, West Lafayette, Indiana, SAM

e Scoil na hInnealtóireachta Bithleighis Weldon, Ollscoil Purdue, West Lafayette, Indiana, SAM

f Ionad Wellcome um Néar-íomháú Comhtháiteach, Ionad Oxford do Ghníomhaíocht Inchinne Daonna (OHBA), Roinn Síciatrachta Ollscoil Oxford, Ospidéal Warneford, Warneford Lane, Oxford, An Ríocht Aontaithe

a b s t r a c t:

Cuireann aosú isteach ar an gcothromaíocht excitation/cosc mionchoigeartaithe (E:I) ar fud an cortex trí mheath nádúrtha ar an ton coisctheach (-aigéad aminobutyric, GABA), rud a fhágann laghduithe feidhmiúla. Mar sin féin, i measc daoine fásta óga, cuireann ísliú turgnamhach GABA sa cortex sensorimotor le fearann ​​​​sonrach d’fheidhm braiteoirí mótair: oiriúnúcuimhne. Anseo, rinneamar tástáil ar an hipitéis go laghdóidh GABA cortical sensorimotor go nádúrtha le haois, oiriúnúcuimhnemhéadódh, agus mhíneodh an chéad cheann an dara ceann. Dheimhnigh na torthaí an tuar seo. Chun cúisíocht a chruthú, d’úsáideamar spreagadh inchinne chun GABA cortical sensorimotor a ísliú le linn oiriúnú. I measc daoine aonair, bhraith an chaoi ar athraigh spreagadh cuimhne ar sensorimotor cortical E:I. Ina measc siúd a bhfuil E:I íseal acu, tháinig méadú ar an spreagadhcuimhne; ina measc siúd a bhfuil ard-spreagadh E:I laghdaithecuimhne. Mar sin, d'aithin muid foirm de chuimhne mótair a neartaítear go nádúrtha le haois, a bhraitheann go cúiseach ar néarcheimic cortex sensorimotor agus a d'fhéadfadh a bheith ina sprioc chumhachtach do straitéisí caomhnaithe scileanna mótair in aosú sláintiúil agus néar-athshlánú.

Is féidir le Cistanche cuimhne a fheabhsú

1. Réamhrá

Laghdaíonn cumas mótair le haois (Hunter et al., 2016; Krampe, 2002). De réir mar a théann an inchinn agus an comhlacht in aois, cailleann gluaiseachtaí luas (Bedard et al., 2002; Jiménez-Jiménez et al., 2011), neart (Frontera et al., 2000), agus comhordú (Serrien et al., 2000). Tá an caillteanas feidhme nádúrtha seo níos measa ag neamhoird mótair a ardaíonn go mór le haois (eg stróc, sarcopenia, Parkinsonism). De réir mar a mhéadaíonn an daonra scothaosta (Leeson, 2018), tá gá le straitéisí chun dul i ngleic le meath mótair a bhaineann le haois agus chun cúiteamh a dhéanamh air.

Le linn a bheith ag dul in aois, ní mór don chóras mótair oiriúnú go leanúnach d'athrú leanúnach néar-mhatánchnámharlaigh. Cuireann plaisteacht inchinn ar chumas é seo. Tá plaisteacht riachtanach chun scileanna mótair nua a fhoghlaim, na cinn atá ann cheana a oiriúnú agus a choinneáil, agus chun feidhmeanna a bhfuil lagú orthu de bharr galair a athshlánú (Dayan agus Cohen, 2011; Sampaio-Baptista et al., 2018). Mar sin tá ról tábhachtach ag plaisteacht maidir le meath mótair a bhaineann le haois a mhaolú (McNeil agus Rice, 2018; Rozycka agus Liguz-Lecznar, 2017).

Ar an drochuair, laghdaítear plaisteacht freisin le haois (Burke agus Barnes, 2006), go háirithe san fhearann ​​mótair (Bandari et al., 2016; Freitas et al., 2013; Rogasch et al., 2009). Is cúis mhór é an dírialú ar an gcothromaíocht mhionchoigeartaithe idir excitation cortical agus cosc ​​(E:I) (Rozycka agus Liguz-Lecznar, 2017). Ar fud na cortex, cuirtear isteach ar E:I mar go bhfuil --aigéad aminobutyric (GABA) - an mór-near-tharchuradóir coisctheach - tar éis a thuairisciú go príomha go bhfuil sé ag laghdú le haois, 2018), cumas lagaithe chun freagraí uathoibríocha a shochtadh (Hermans et al., 2018a), agus níos moille foghlaim seicheamh mótair (King et al., 2020).

I gcodarsnacht leis sin, rinneamar tástáil ar an hipitéis, de réir mar a thagann meath ar M1 GABA le haois, foirm shainiúil d’fheidhm mhótair na géaga uachtair - oiriúnúcuimhne– mhéadódh sé. Ar fud an tsaoil, is éard atá in oiriúint ná maoin an chórais sensorimotor a chuireann ar chumas daoine aonair cur i gcoinne suaitheadh ​​​​trí a gcuid gluaiseachtaí a choigeartú agus mar sin feidhmíocht mhótair rathúil a chothabháil (Franklin agus Wolpert, 2011; Wolpert et al., 2011). Tar éis an fhoirm seo foghlama a bheith déanta agus an suaitheadh ​​​​a bhaint, oiriúnúcuimhnea shloinntear mar iar-éifeacht (AE) – laofacht ghluaiseachta sa treo os coinne an tsruaiteachta. Neart an oiriúnúcuimhneatá innéacsaithe ag marthanacht an AE seo le himeacht ama. Tá neart fianaise ann, cé go léiríonn daoine fásta breacaosta go minic easnaimh le linn nochtadh do shuaitheadh ​​braiteoirímhótair (.i. laghdú earráide níos moille; Anguera et al., 2011; Bock, 2005; Buch et al., 2003; Fernández-Ruiz et al., 2000; Huang agus Ahmed, 2014; Panouillères et al., 2015; Vandevoorde agus Orban de Xivry, 2019), tar éis deireadh a chur leis an suaitheadh ​​tá an AE caomhnaithe (Bock, 2005; Buch et al., 2003; Hegele, 2008 agus Hegele, 2003; ; Panouillères et al., 2015; Roller et al., 2002; Vandevoorde agus Orban de Xivry, 2019) nó fiú méadaithe (Fernández- Ruiz et al., 2000; Nemanich agus Earhart, 2015; Wolpe et al.), i gcomparáid 2020. do dhaoine fásta níos óige (cé go bhfeiceann: Malone and Bastian, 2016). Ó agus contraindications sábháilteachta do na tomhais MRS agus tDCS. Rinne duine de na turgnaimh an scagadh, agus cinntíodh stair leighis na rannpháirtithe trí fhéinthuairisc. Thug gach rannpháirtí toiliú feasach i scríbhinn. D'fhaomh Coiste Eitice Taighde NHS na Ríochta Aontaithe an staidéar (Oxford A; uimhir thagartha REC: 13/SC/0163). I Turgnamh 1, rinne na rannpháirtithe go léir (= 32) oiriúnú priosma (PA) agus tástálacha coinneála gearr (10-nóiméad) agus fadtéarmach ({24-uair an chloig). Rinneadh scanadh MRS ar fhoshampla chun néarcheimic a thomhas sa choirtéis sensorimotor chlé (= 22) agus i méid rialaithe anatamaíoch sa cortex occipital (=20; Fíor. S2). D'aontaigh foshampla páirt a ghlacadh freisin i Turgnamh 2 (=25), ina mbeadh dhá sheisiún seachtainiúil de PA i dteannta le tDCS anodal/sham go M1. Tá sonraí iomlána ar a bhfuarthas tomhais do gach duine i dTábla S1.

I Turgnamh 1, socraíodh méid an tsampla (= 32) bunaithe ar anailís chumhachta a reáchtáladh in G∗Power (Faul et al., 2007) (Leagan 3.1.9.2), bunaithe ar imscrúduithe roimhe seo ar an gcomhlachas idir iompar agus athrú GABA a bhaineann le haois laistigh den réimse mótair (Heise et al., 2013; Hermans et al., 2018a). Ba é meánmhéid na héifeachta thar na staidéir seo ná ||=0.52. Chun éifeacht den mhéid seo a bhrath teastaíonn sampla íosta de=19 le dóchúlacht earráid Chineál I=0.05, agus cumhacht (1 − )=0.80 (bunaithe ar a priori anailís chomhghaolmhaireachta aon-tail). Maidir lenár bpeirspictíocht néarcheimiceach, léirigh obair roimhe seo nach raibh tionchar ar bith ag laghdú ton coisctheach M1 go turgnamhach le linn oiriúnú trí spreagadh inchinne ar an ráta oiriúnaithe ach gur mhéadaigh marthanacht an AE i ndaoine fásta óga (Galea et al., 2010; O'Shea et al. , 2017). Anseo, rinneamar réasúnaíocht má bhraitheann coinneáil AE go cúiseach ar ton coisctheach M1, ansin an fhoirm seo decuimhneméadú go nádúrtha le haois mar gheall ar mheath M1 GABA a bhaineann le haois.

Deimhníodh an hipitéis seo i staidéar trasghearrtha ar 32 duine fásta níos sine sláintiúil (meánaois: 67.46 bliain, sd: 8.07). Ag baint úsáide as speictreascópacht athshondais mhaighnéadaigh (MRS) chun néarcheimic a chainníochtú, léirigh muid go dtagann meath ar M1 GABA le haois. Ag baint úsáide as oiriúnú priosma (PA; von Helmholtz, 1867), léirigh muid go méadaíonn coinneáil le haois. A

Dhearbhaigh anailís idirghabhála ina dhiaidh sin, de réir mar a thagann meath ar GABA de réir aoise, go ndéanfaí oiriúnúcuimhneméaduithe, agus míníonn an chéad cheann an dara ceann. Chun cúisíocht a léiriú, rinneamar idirghabháil go turgnamhach le spreagadh srutha dhírigh trascranial excitatory anodal (a-tDCS) - chun iarracht a dhéanamh M1 GABA a ísliú (Antonenko et al., 2017; Kim et al., 2014; Stagg et al., 2009) agus dá bhrí sin oiriúnú a mhéadú tuilleadhcuimhne. Ar an meán, níor tháinig méadú ar spreagadhcuimhnesan aoisghrúpa seo. Ina ionad sin, léirigh anailís measarthachta gur athraigh an spreagadhcuimhneag brath ar mhótar cortical E:I. Mhéadaigh an spreagadh coinneáil i ndaoine aonair a raibh E:I íseal acu, ach laghdaigh coinneáil daoine a raibh E:I ard acu.

Go hachomair, d'aithin muid réimse sonrach de phlaisteacht fheidhmiúil mótair a fheabhsaíonn le haois, mar iarmhairt nádúrtha ar mheath coisctheach cortical mótair. Is féidir an fheidhm chuimhne seo a fheabhsú tuilleadh trí néar-spreagadh, ach i ndaoine aonair is lú a mbíonn tionchar ag dírialú cortical mótair E:I orthu a bhaineann le haois. Tugann na torthaí seo dúshlán don dearcadh atá i réim ar aosú mar mheath feidhme dosheachanta. Cé go bhféadfadh laghdú a bheith ag teacht ar fhoghlaim scileanna mótair nua, feabhsaítear an cumas chun oiriúnú na scileanna atá ann cheana féin a choinneáil go nádúrtha le haois. An oiriúnú sincuimhnea fheabhsaítear go nádúrtha le haois léiríonn sé go bhféadfadh acmhainneacht neamhúsáidte a bheith aige mar sprioc do straitéisí oiliúna a bhfuil sé mar aidhm acu feidhm mhótair a chaomhnú, a fheabhsú nó a athbhunú le linn aosú sláintiúil nó paiteolaíoch (eg teiripe priosma le haghaidh athshlánú faillí fís-spásúil; O'Shea et al., 2017; Rossetti et al., 1998).

2. Ábhair agus modhanna

2.1. Rannpháirtithe

Ghlac tríocha dó fear láimhe deise idir 49 agus 81 bliain d'aois (meánaois: 67.5 bliain, sd: 8.1) páirt sa staidéar seo. Rinneadh scagthástáil orthu go léir chun a chur as an áireamh aon stair phearsanta nó teaghlaigh de neamhord néareolaíoch nó síciatrach méideanna samplacha (=32 le haghaidh anailísí iompraíochta;=20 le haghaidh anailísí néar-cheimic) mar sin bhí cumhacht imleor. I Turgnamh 2, socraíodh méid an tsampla bunaithe ar anailís chumhachta inchomparáide a bhí bunaithe ar mhéid an éifeacht spreagtha a tuairiscíodh inár gcuid oibre roimhe seo (O'Shea et al., 2017). Sa staidéar sin, d'fhág coinneáil fhadtéarmach fheabhsaithe M1 a-tDCS suas le ceithre lá tar éis oiriúnú, le méid éifeacht de=0.73. Ba é=0.73 an t-íosmhéid sampla a theastaíonn chun éifeacht de=0.73 a bhrath le dóchúlacht earráid Chineál I=0.05, agus cumhacht (1 − )=0.80 ná {{24 }} (bunaithe ar dhifríocht aonuaire idir dhá mhodh cleithiúnach). Chun ligean do dhaoine a d’fhéadfadh titim amach, earcaíodh sé rannpháirtí is fiche. Cailleadh rannpháirtí amháin mar gheall ar obair leantach coinneála agus mar sin níor cuireadh san áireamh é sa sampla deiridh de=25.

2.2. Prótacal oiriúnú priosma

Sa dá thurgnamh, rinneadh PA ag baint úsáide as gaireas uathoibrithe saintógtha ( Fíor. S1a ). Shuigh rannpháirtithe lena cloigeann socraithe i smig, ag amharc ar scáileán tadhaill cothrománach 32- orlach trí chomhla Taispeána Criostail Leachtach (LCD) (Scannán Scaipthe, Liquid Crystal Technologies, Ohio, USA). Baineadh úsáid as an scáileán tadhaill chun na spriocanna amhairc a chur i láthair agus chun críochphointí rochtana a thaifeadadh, agus úsáideadh an cróluas LCD chun aiseolas amhairc an scáileáin agus na géaga a rialú. Ceanglaíodh cnaipe le cuaille an chinrest agus bhí sé mar shuíomh tosaigh do gach gluaiseacht pointeála. Tugadh treoir do rannpháirtithe an cnaipe a choinneáil brúite i gcónaí, agus gan é a scaoileadh ach amháin nuair a bhí siad ag cur tús le gluaiseacht sroichte i dtreo sprice. Ar thrialacha iar-éifeachta (AE) amháin, spreag scaoileadh an chnaipe an cróluas LCD chun iompú teimhneach, rud a chuir as áireamh aiseolas amhairc ar chruinneas críochphointe. Ina theannta sin, chuir comhla seasta cosc ​​​​ar rannpháirtithe a ngéag a fheiceáil ag an bpointe tosaigh agus le linn an chéad trian dá n-aistrí sroichte. Tugadh treoir do na rannpháirtithe gan a méar a shleamhnú thar dhromchla an scáileáin tadhaill ach teagmháil a dhéanamh leis an scáileán ach amháin ag deireadh a ngluaiseachta sroichte. Ríomhadh earráidí pointeála mar an uillinn a foirmíodh idir líne dhíreach a cheanglaíonn an suíomh tosaithe agus an sprioc, agus líne dhíreach a cheanglaíonn an suíomh tosaithe agus an suíomh tuirlingthe taifeadta. De réir an ghnáis, códaíodh earráidí i dtreo an aistrithe priosmataigh (ar dheis/deiseal) mar dheimhneach, agus códaíodh earráidí sa treo eile (ar chlé/conas deiseal) mar dhiúltach. Rinneadh an tasc a ríomhchlárú i leagan MATLAB 2014b (MathWorks; https://uk.mathworks.com) ag baint úsáide as Psychtool- box (Kleiner et al., 2007) leagan 3, á reáchtáil ar ríomhaire glúine MacBook Pro. I ngach triail, thug taifeadadh gutha fuaime treoir do na rannpháirtithe a méar innéacs ceart a bhaint amach agus pointeáil leis an sprioc a cuireadh i láthair ar an scáileán tadhaill. D’fhéadfadh an sprioc a bheith suite i lár an scáileáin (trialacha lúb oscailte) nó 10 cm ar chlé nó ar dheis (trialacha lúb dúnta). Ba é 57 cm an fad idir súile na rannpháirtithe agus an sprioc lárnach.

Le linn an Limistéir Athnuachana rinne na rannpháirtithe malartach idir dhá chineál tasc-bhloic: pointeáil lúb dúnta (CLP) agus pointeáil lúb oscailte (OLP). I dtrialacha lúb dúnta, chaith na rannpháirtithe 10◦ gloiní priosma aistrithe ar dheis (spéaclaí oighearshruth: Julbo, Longchaumois, an Fhrainc; lionsaí: OptiquePeter, Lyon, an Fhrainc) agus tugadh treoir dóibh gluaiseachtaí tapa-sroichte a dhéanamh (meánfhad gluaiseachta: 452 ms, sd. : 119 ms) chuig an sprioc clé nó ar dheis in ord bréige randamach. Cuireadh oiliúint ar rannpháirtithe a mhéar a choinneáil ag an suíomh tuirlingthe agus a ngluaiseacht a cheartú ar an gcéad triail eile de réir mar ba ghá. Chun teorainn a chur le coigeartuithe straitéiseacha agus le ceartú earráide "in-eitilte" (Redding agus Wallace, 1996; 2001) aiseolas amhairc sham) le linn tástála iompraíochta. Baineadh é seo amach trí úsáid a bhaint as cóid dallála ("modh staidéir" an spreagthóra) a chuir taighdeoir nach raibh baint aige le tástáil iompraíochta. Tharla an dí-dhalladh ag céim na hanailíse staitistiúla, a luaithe a bhí bailiú sonraí curtha i gcrích.

I Turgnamh 2, rinne rannpháirtithe dhá sheisiún PA móide tDCS (anóid/sham, ordú frithchothromaithe), gach ceann díobh scartha le seachtain amháin ar a laghad (meán-eatramh: 10 lá, sd: 6 lá). Roghnaíodh an t-eatramh seo chun éifeacht DCS ar excitability cortical a cheadú (Nitsche et al., 2003; Nitsche agus Paulus, 2000) agus an AE a ghlanadh amach (O'Shea et al., 2017), chun filleadh ar a chinntiú. iompar pointeála bonnlíne agus excitability cortical faoi thús an tseisiúin thurgnamhaigh eile. Ba é an réasúnaíocht le spreagadh le linn PA – seachas roimh nó ina dhiaidh – chun idirghníomhú a dhéanamh ar an gcéad trian de gach gluaiseacht sroichte a cuireadh san áireamh leis an gcomhla seasta, mar a rinneadh in obair roimhe seo (Inoue et al., 2015; O'Shea et al., 2017; 2014). Ag deireadh gach trialach, mhair aiseolas amhairc ar an suíomh tuirlingthe ar feadh 500 ms tar éis an teagmháil a thaifeadadh. Tar éis an ama seo, d'iompaigh an comhla LCD teimhneach agus bhí ar na rannpháirtithe filleadh ar an áit tosaigh (ie an cnaipe a bhrú agus a shealbhú) gan aiseolas amhairc a fháil ar a lámh. Chuir an nós imeachta seo teorainn le nochtadh priosma don ghluaiseacht bainte amach seachas don ghluaiseacht fillte. Ar thrialacha lúb oscailte, baineadh priosmaí agus tugadh treoir do rannpháirtithe an sprioc lárnach a dhíriú. Leagadh béim ar chruinneas thar luas (meánfhad gluaiseachta: 799 ms, sd: 135 ms). Cuireadh aiseolas amhairc i láthair ar gach triail nuair a d'iompaigh an comhla LCD teimhneach ar thús na haise, rud a d'fhág go raibh fís na sprice, earráid maidir le haimsiú agus críochphointe, agus gluaiseacht fillte san áireamh. Chuir sé seo ar chumas an AE ar chlé a thomhas gan na rannpháirtithe a dhí-oiriúnú go gníomhach mar fhreagra ar aiseolas ó earráidí amhairc.

Sa dá thurgnamh, rinne gach seisiún PA cruinneas pointeála a thomhas le linn bonnlíne, oiriúnú, gearrthéarmach (10-nóiméad), agus coinneáil fhadtéarmach (24-uair an chloig; Fíor S1). Tomhaiseadh cruinneas pointe dúnta bunlíne agus lúb oscailte in dhá bhloc de 20 agus 30 triail faoi seach. Bhí an t-oiriúnú comhdhéanta de phéirí ailtéarnacha de bhloic phointeála lúba dúnta agus oscailte, sé cinn i dTurgnamh 1 agus seacht gcinn i Turgnamh 2 (Fíor S1). Tomhaiseadh coinneáil an AE 10-nóiméad agus 24-uair an chloig tar éis dheireadh PA, trí bhloc amháin de 45 triail lúb oscailte. I Turgnamh 2, tar éis 10-nóiméad coinneála bhí céim níocháin amach inar léirigh rannpháirtithe gan priosmaí a chaitheamh, inar breathnaíodh a gcuid earráidí ar an taobh clé, agus mar sin dí-oiriúnaíodh iad. Chuimsigh Níochán 40 triail lúb dúnta agus 45 triail lúb oscailte scaipthe thar sé bhloc idirdhuilleacha (Fíor S1b). Bhí dhá chuspóir ag an níochán amach. Ar an gcéad dul síos, chuir sé ar ár gcumas imscrúdú a dhéanamh an raibh baint ag aois níos sine, sa riocht sham, le teip dí-oiriúnú a d’fhéadfadh AE níos láidre a mhíniú ag pointe ama níos déanaí (féach Torthaí Forlíontacha). Ar an dara dul síos, rinneamar réasúnú, más rud écuimhneneartaíodh foirmiú trí spreagadh le linn PA, ansin bhí sé níos dóichí go gcuirfeadh níochán amach isteach ar choinneáil fadtéarmach sa riocht sham ná sa riocht anodach, rud a d'fhéadfadh íogaireacht a mhéadú chun éifeacht spreagtha a bhrath ag 24-uair an chloig.

2.3. Spreagadh srutha dhírigh trascranial

I Turgnamh 2, seachadadh tDCS ag spreagthóir DC faoi thiomáint ceallraí (Neuroconn GmbH, Ilmenau, an Ghearmáin) ceangailte le dhá leictreoid spúinse 7 × 5 cm sáithithe i dtuaslagán saline 0.9 faoin gcéad. Bhí an leictreoid anóid dírithe ar C3 (5 cm cliathánach go Cz) a chomhfhreagraíonn don choirtéis mhótair phríomhúil ar chlé de réir an Chórais leictreoid idirnáisiúnta 10–20 (Herwig et al., 2003). Cuireadh an chatóid thar an iomaire supraorbital ceart. Le linn tDCS anodal, cuireadh spreagadh i bhfeidhm ag 1 mA ar feadh 20 min, ar feadh na céime oiriúnaithe ar fad, mar a bhí inár gcuid oibre roimhe seo (O'Shea et al., 2017). Rinneadh monatóireacht ar impedance ar líne agus coinníodh faoi 10 kOhm é i gcónaí le linn spreagtha. Mhéadaigh an sruth suas agus síos thar thréimhse 10 s nuair a thosaigh an spreagadh agus an fritháireamh. Le linn sham tDCS, bhí an nós imeachta comhionann ach amháin nár seachadadh aon spreagadh le linn an 20 nóiméad. Ina áit sin, tharla bíoga srutha beaga (110 A os cionn 15 ms) gach 550 ms chun na braiteanna díomuana a bhaineann le fíor-spreagadh a insamhail. Bhí an dá thurgnamhóirí agus rannpháirtithe dall ar an riocht spreagtha (anóid nó lecuimhnepróisis foirmithe a tharlaíonn le linn nochtadh don athrú amhairc, arb eol go mbaineann siad le coinneáil fhadtéarmach (Inoue et al., 2015; Joiner agus Smith, 2008; Kording et al., 2007; Smith et al., 2006). Thaispeáin muid roimhe seo nach raibh aon tionchar ag PA ar oiriúnú M1 a-tDCS – seachas i rith – ar oiriúnúcuimhne, ag léiriú an tábhacht a bhaineann leis an idirghníomhú idir neurostimulation agus staid chognaíoch comhthráthach (O'Shea et al., 2017).

2.4. Prótacal fála MRS

Fuarthas sonraí MRS ag an Oxford Centre for Clinical Magnetic Resonance Research (OCMR, Ollscoil Oxford), ar scanóir MR lán-choirp Tesla ag Siemens Trio agus ag baint úsáide as corna cainéil 32-. . Íomhánna struchtúracha MR ardtaifeach T1-(MPRAGE; slisní aiseach 224 × 1 mm; TR/TE=3000/4.71 ms; uillinn smeach=8◦; FOV=256; méid voxel=1 mm iseatrópach; fuarthas am scanadh=528 soicind) chun críocha socrúcháin agus clárúcháin voxel MRS. Fuarthas sonraí MRS ó dhá imleabhar úis (VOIs; méid voxel=2 ×2 ×2 cm3) in dhá éadáil as a chéile. Bhí an chéad VOI dírithe ar chnap láimhe clé an mhótair (Yousry et al., 1997) agus chuimsigh sé codanna de na gíreascóip réamh-agus iar-lárnach (Fíor S2c). Bhí an dara VOI (rialú anatamaíoch) dírithe go déthaobhach ar an sulcus cailcreach sa lobe occipital (cortex amhairc) (Engel et al., 1997; Ip et al., 2017; Lunghi et al., 2015) (Fig. S2c). ). Roghnaíodh an réigiún rialaithe seo toisc, go bhfios dúinn, nach bhfuil baint aige le forbairt agus/nó coinneáil AEanna priosma (le haghaidh athbhreithniú, féach: Panico et al., 2020; Petitet et al., 2017). Rinneadh B0 shimming ag baint úsáide as GRESHAM (slisní aiseach 64 × 4.2 mm, TR=862.56 ms, TE1/2=4.80/9.60 ms, uillinn smeach=12◦ , FOV {{ 40}}, fad an scanadh=63 soicind). Fuarthas sonraí speictreascópachta MR (speictrim) trí úsáid a bhaint as logánú leath-adaibiteach trí sheicheamh athfhócasú roghnaíoch aidiabatach (leath-LASER) (TR/TE=4000/28 ms, 64 meán scanadh, am scanadh=264 soicind) le bíoga radaimhinicíochta cumhachta athraitheach le moilleanna scíthe optamaithe (VAPOR), cosc ​​uisce, agus sáithiú toirte seachtrach (Deelchand et al., 2015; Öz agus Tkáč, 2011). Ina theannta sin, fuarthas speictrim uisce neamhshochtaithe ó na VOIanna céanna chun éifeachtaí srutha eddy iarmharacha a bhaint, agus chun an speictream eagair chéimnithe a atógáil (Natt et al., 2005). Sábháladh éadálacha aon urchar ar leithligh (modh fála aon urchair), ansin ceartaíodh an mhinicíocht agus an chéimcheartú sular meánaíodh breis agus 64 scanadh.

2.5. Anailís sonraí MRS

Rinneadh meitibilítí a chainníochtú trí úsáid a bhaint as LCModel (Provencher, 2012; 1993; 2001) a rinneadh ar gach speictream laistigh den raon aistrithe ceimiceach 0.5 go 4.2 ppm. Gineadh an tsamhail speictrim bunaithe ar aistrithe ceimiceacha agus tairisigh cúplála a tuairiscíodh roimhe seo ag Tionscadal Vespa (Spreagadh Ilchineálach, Pulsanna, agus Anailís). Baineadh úsáid as an comhartha uisce neamhshochtaithe a fuarthas ón méid spéise chun éifeachtaí srutha gruth a bhaint agus chun an speictream eagair chéimnithe a athchruthú (Natt et al., 2005). Ceartaíodh speictrim scanadh aonair le haghaidh éagsúlachtaí minicíochta agus céime de bharr tairiscint an ábhair roimh shuimiú. Baineadh úsáid as Glutamic (Glx) sa staidéar reatha mar gheall ar an neamhábaltacht idirdhealú a dhéanamh idir glutamate agus glutamine ag baint úsáide as scanóir 3T MRI. Chun an sampla a chlaonadh i dtreo meastacháin ardchruinnithe a sheachaint, agus ríomhadh Cramér-Rao Coibhneasta Íochtarach (CRLB) do gach tacar sonraí aonair i bhfianaise an mheastacháin tiúchana agus ag glacadh le leibhéal leanúnach torainn thar gach tomhas (féach Faisnéis Fhorlíontach le haghaidh modhanna mionsonraithe). Eisíodh tacair sonraí ar sháraigh an Pearson iarmharach idir an CRLB coibhneasta ionchasach agus breathnaithe 2 ón anailís ina dhiaidh sin. Ag baint úsáide as an gcritéar scagtha cáilíochta seo le haghaidh -Aminobutyric acid (lipéadaithe GABA), Glutamix (Glutamine móide Gutamate, lipéadaithe Glx) agus Creatine iomlán (Creatine móide Phosphocreatine, lipéadaithe TCR), caitheadh ​​amach ceithre thacar sonraí V1 MRS agus níor caitheadh ​​amach aon tacar sonraí M1 MRS.

Is céim thábhachtach é ceartú fíocháin in anailís sonraí MRS, go háirithe i measc daoine fásta breacaosta mar gheall ar atrophy inchinn, a moladh go gcomhfhreagróidh sé don rogha réamhshocraithe d'fheidhm "táb_samhail" an phacáiste sjPlot in R (Lüdecke , 2021). Chuireamar paraiméadair mhúnla LMM i gcomparáid go díreach chun sonraíocht néar-anatomical agus néar-cheimiceach a bhunú. Rinneadh comparáid idir paraiméadair mhúnla agus úsáid á baint as tástáil líneach hipitéise ginearálta ag baint úsáide as an bpacáiste il-il in R (Hothorn et al., 2008). Chun críocha léirshamhlaithe, Figs. Léiríonn 1b, 3, agus 6 b sonraí meánmhéide mar bhearta coinneála, ach reáchtáladh na hanailísí staitistiúla ar shonraí trialacha aonair le hidircheapanna randamacha agus fánaí. Tá tomhais de mhéid éifeacht

tuairiscithe do gach anailís shubstaintiúil, ag baint úsáide as an bpacáiste effectsize (Ben-Shachar et al., 2020) in R. Cohen d'fhonn méideanna éifeacht a ríomh do thástáil aon-shampla i gcoinne nialas le haghaidh coinneála gearrthéarmach agus fadtéarmach i Ex-chun cuntas a thabhairt, go páirteach ar a laghad, ar an laghdú a bhaineann le haois a breathnaíodh go minic i leibhéil GABA arna dtomhas ag MRS (Maes et al., 2018; Porges et al., 2017b). Aschuir samhail LCcomhchruinnithe meitibilít do mhéid iomlán suime. Mar sin má tá an codán d’fhíochán néarúil laistigh de mhéid spéise íseal, mar gheall ar atrophy a bhaineann le haois (Good et al., 2001), beidh meastacháin tiúchana meitibilíte thíos freisin. Tá roinnt teicníochtaí ceartúcháin fíocháin molta chun cuntas a thabhairt ar an mearbhall féideartha seo, gan aon chomhdhearcadh sa litríocht faoi láthair (Harris et al., 2015; Maes et al., 2018; Porges et al., 2017b). Déanann an chuid is mó de na teicníochtaí seo boinn tuisceana faoi dháileadh an mheitibilít leasa laistigh de na rannáin fíocháin éagsúla. Mar sin féin, b’fhéidir nach n-imeodh boinn tuisceana den sórt sin thar an saolré, toisc go bhféadfadh tionchar níos mó a bheith ag an ngnáthphróiseas aosaithe ar roinnt urranna ná a chéile. Mar sin, bhain na hanailísí go léir a tuairiscíodh sa pháipéar seo úsáid as meastacháin tiúchana neamhcheartaithe fíocháin agus ina ionad sin áiríodh céatadán an ábhair liath (GM) agus an ábhair bháin (WM) sa voxel MRS mar athróga inbhréagacha nach raibh aon suim acu (mar atá i Scholl et al., 2017). Ós rud é nach ndéanann an cur chuige seo maidir le ceartú toirte páirteach aon toimhde faoi dháileadh GABA agus Glx laistigh de na cineálacha éagsúla fíocháin, tá sé oiriúnach go háirithe don staidéar reatha (ina raibh na rannpháirtithe idir 49 agus 81 bliain d'aois), agus mar sin rialuithe le haghaidh atrophy agus iad ag fanacht. agnostic faoi na tionchair dhifriúla a bhaineann le dul in aois ar chineálacha fíocháin. Ríomhadh na céatadáin d'ábhar liath, ábhar bán, agus leacht cheirbreach-spinn a bhí i láthair sna VOIanna ag baint úsáide as uirlis deighilte uathoibrithe FMRIB (Zhang et al., 2001). Tuairiscítear iad mar aon le méadracht cháilíocht sonraí MRS i dTábla S2.

Thar daoine aonair, rinneadh comhghaol diúltach idir meastachán tiúchana creatine iomlán (TCR) agus aois sa voxel M1 ((21)=−0.46,=0.04 ) cé nach bhfuil sé sa voxel V1 ( (17)=−0.06,=0.81; Fíor. S2b). Mar gheall ar an mearbhall seo le haois, ní fhéadfaí TCR a úsáid mar thagairt inmheánach bhailí le haghaidh meastacháin meitibilíte. Mar sin, le linn na hoibre seo, d’úsáideamar meastacháin tiúchana absalóideacha do GABA agus Glx, seachas na sonraí a chur in iúl mar chóimheasa TCR.

2.6. Anailís staitistiúil

Rinneadh anailís staitistiúil ar iompar in R (R Core Team, 2017). Chun rialú a dhéanamh ar dhifríochtaí idir-aonair i gcruinneas pointeála réamhoiriúnaithe, rinneadh normalú ar shonraí earráide críochphointe na dtrialacha go léir tríd an meánearráid pointeála a dhealú ag an mbunlíne (trasna spriocanna clé/dheis le haghaidh bloic lúb dúnta; lársprioc do bhlocanna lúb oscailte; ). Mura sonraítear a mhalairt, bhí dhá eireaball ar gach tástáil staidrimh. Rinneadh anailísí ag baint úsáide as aischéimniú líneach agus chuimsigh siad seiceálacha ar na boinn tuisceana seo a leanas: 1) líneacht, 2) aonchineálacht athraithis, agus 3) normáltacht na n-iarmharach. Scrúdaíodh na boinn tuisceana seo go radhairc ag baint úsáide as ceapacha iarmharach vs luachanna breathnaithe (líneacht), luachanna feistithe vs iarmharaigh (aonchineálacht athraitheas), agus dáileadh iarmhar (gnáthúlacht na n-iarmhar). Baineadh úsáid as samhlacha líneacha tionchair mheasctha (LMManna) le haghaidh anailísí le comhpháirt fadaimseartha/bearta arís agus arís eile (m.sh. oiriúnú, coinneáil) trí idircheapanna agus fánaí a áireamh mar éifeachtaí randamacha rannpháirtithe. Tá dhá bhuntáiste ag an gcur chuige seo i gcomparáid le hanailísí athraithis beart arís agus arís eile (ANOVAanna): lig sé dúinn 1 a mheas freisin ar dhinimic iompraíochta laistigh den bhloc, i gcomparáid le hearráidí meánacha amháin a bhlocáil, agus 2) foinsí randamacha inathraitheachta idir-aonair a dhícheangal ó cinn brí. Tuairiscítear gach sonra samhalta i dTáblaí Forlíontacha. Rinneadh P-luachanna a mheas ag baint úsáide as an tástáil Wald, a rinne turgnaimh 1, agus le haghaidh samplaí péireáilte t-tástálacha de sham versus spreagadh anóid ar coinneáil gearrthéarmach agus fadtéarmach i Turgnamh 2. Neas-pháirteach eta-cearnógach () do líneach measctha- déanann anailísí cúlchéimnithe éifeacht chun achoimre a dhéanamh ar chomhréir an athraitheas a bhaineann le héifeacht sheasta ar leith. Tá rialacha ginearálta molta chun méideanna na n-éifeachtaí a léirmhíniú. Is iad na noirm seo do d Cohen ná:=beag [0.2{{30}}; 0.49]; meánach=[0.5; 0.79]; mór Níos mó ná nó cothrom le 0.8. Is iad na normanna le haghaidh:=beag [{0.01; 0.05]; meánach=[0.06; 0.13]; mór Níos mó ná nó cothrom le 0.14 (Cohen, 2013).

I Turgnamh 2, rinneadh anailís ar chruinneas meánach OLP agus CLP ar dhá bhealach. Ar an gcéad dul síos, seiceáil an bhfuil éifeacht ordaithe in easnamh (seisiún PA 1 vs. seisiún PA 2; t-tástálacha pairwise a úsáid). Ar an dara dul síos, seiceáil an bhfuil éifeacht riocht spreagtha in easnamh (seisiún anóid TDCS vs seisiún sham tDCS; t-tástálacha pairwise a úsáid ar na sonraí céanna arna n-athordú de réir riocht néarspreagtha). Chinntigh an chéad anailís go raibh an t-eatramh níocháin amach seachtaine éifeachtach (.i. bhí éifeachtaí iompraíochta seisiún 1 scaipthe roimh thús sheisiún 2), agus chinntigh an dara ceann go bhféadfaí difríochtaí feidhmíochta idir na coinníollacha anodal agus sham tDCS a chur i leith a éifeacht néarspreagthaithe i gcomparáid le difríochtaí córasacha randamacha atá i láthair cheana féin ag an mbunlíne. Chun an fhianaise staitistiúil a chainníochtú i bhfabhar easpa difríochta (.i. an méid a bhí sé mar aidhm againn a bhaint amach), ríomhadh Fachtóir Bayes (01) do na hanailísí rialaithe cáilíochta seo. Measadh go raibh A 01 > 3 ina fhianaise shubstaintiúil d’easpa difríochta, ag teacht leis an níochán amach cuí idir an dá sheisiún thurgnamhach.

Toisc go ndéantar GABA a shintéisiú ó ghlútamáit, de ghnáth déantar comhghaolú dearfach san inchinn idir tiúchain an dá néar-tharchuradóir seo (Jocham et al. (2012); Stagg et al. (2011a); inár dtacar sonraí, M1 GABA × M1 Glx: (20)=0.34,=0. 13;V1 GABA × V1 Glx: (14)=0. 16,=0.55). Mar sin, nuair a dhéantar anailís ar an ngaol idir an tiúchan absalóideach i GABA nó Glx laistigh de voxel agus toradh, áiríodh tiúchan an néar-tharchuradóir eile (GABA nó Glx) sa mhúnla freisin. Ina theannta sin, áiríodh tiúchain ábhar liath agus bán mar chomhathróga nach raibh aon suim acu sna samhlacha go léir a chuimsigh sonraí néarcheimiceacha.

Baineadh úsáid as anailís idirghabhála chun na naisc "meicniúla" a bhaineann leis na comhghaolta breathnaithe idir aois, néarcheimic, agus coinneáil a shainiú. Rinneadh é seo ag baint úsáide as idirghabháil pacáiste R le haghaidh anailíse idirghabhála cúisigh (Imai et al., 2010). Rinneadh idirghabháil trí úsáid a bhaint as aischéimniú le tosaithe neamhparaiméadrach (10,000 athshamplaí) chun a fháil amach cé acu an raibh ton coisctheach M1 freagrach as an nasc idir aois agus coinneáil fhadtéarmach. Áiríodh leis an tsamhail: aois mar an athróg neamhspleách (X); tiúchain absalóideacha de M1 GABA agus Glx mar idirghabhálaithe (M1, M2); coinneáil meánbhloic ag 24-uair an chloig mar an athróg spleách (Y) (earráid mheán bloc normalaithe ag an mbunlíne do gach duine), agus rialú don chodán de GM agus WM sa voxel M1 (C1, C2). Ríomhadh céatadán na hidirghabhála () mar chodán den éifeacht iomlán (c) arna chuntas ag éifeachtaí indíreacha (ab1 nó ab2).