The effect of paired associative stimulation-induced long-term potentiation-like plasticity on visuomotor learning

Aivojen hermostollisissa rakenteissa ja toiminnassa tapahtuu adaptaatiota motorisen oppimisen seurauksena. Eräs ehdotetuista malleista, johon muutokset voivat perustua on hermoliitoksen voimakkuuden pitkäaikainen tehostuminen eli pitkäkestoinen potentiaa-tio (LTP). Keinotekoisesti LTP:n kaltainen vaikutus voidaan tuottaa parillisella as-sosiatiivisella stimulaatiolla (PAS). Lisäksi tutkimustulokset osoittavat, että PAS voi parantaa tietyn tyyppistä motorista oppimista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on sel-vittää miten PAS:n tuottama LTP:n kaltainen plastisuus vaikuttaa visuomotorisen oppi-misen alkuvaiheeseen. Visuomotorinen oppimistehtävä suoritettiin kolme kertaa PAS:n jälkeen. Oppimistehtävä oli tarkkuustehtävä, jossa koehenkilön piti seurata esimerkkivoimakäyrää mahdolli-simman tarkasti tuottamalla voima plantaarifleksiolla. Transkraniaalisella magneettisella stimulaatiolla tuotettiin motorisia herätepotentiaaleja (MEP) ennen PAS:ta ja jokaisen oppimistehtävän jälkeen. Lisäksi hermon sähköistästimulaatiota käytettiin Hoffman refleksin (h-reflex) ja maksimaalisen m-aallon mittaamiseen (Mmax). Koehenkilöt jaettiin kolmeen ryhmään: kontrolli (CON), vastaajat (RES; PAS tuotti MEP:n fasilitoitumista) ja ei-vastaajat (NON, PAS ei kasvattanut MEP:n kokoa). Kaikki ryhmät paransivat suoritustaan oppimistehtävien 1 ja 3 välillä (L1 ja L3). Vain RES-ryhmä paransi suoritustaan välillä L2 ja L3. Suorituksen parantuminen oli merkit-sevä verrattuna CON-ryhmään ja lähes merkitsevä verrattuna NON-ryhmään. MEP:n amplitudit PAS:n jälkeen olivat seuraavat: RES 138,0 ± 98,6 % (POST1), 227,8 ± 130,2 % (POST2, p < 0,022) ja 228,4 ± 152,9 % (POST3, p < 0,012), NON 83,0 ± 35,2 % (POST1) 70,7 ± 21,7 % (POST2, p < 0,020) and 72.0 ± 15,5 % (POST3). MEP:n koossa ei tapahtunut muutoksia CON-ryhmässä. Myöskään h-refleksissä tai Mmax:ssa ei tapahtunut merkitseviä muutoksia eri mittausajankohtien välillä. Kaikissa kolmessa ryhmässä suoritus parani saman verran välillä L1 ja L3. Kuitenkin oppimistehtävän lopussa PAS:lla näyttää olevan suotuisa vaikutus visuomotoriseen op-pimistehtävään.