De rol van de supplementary motor area en de pre-motor cortex in sequentiële vaardigheden: een TMS studie.

Het kunnen uitvoeren van bewegingen in een vaste sequentiële volgorde (en dus
het kunnen aanleren van sequentiële vaardigheden) is van zeer groot belang voor
menselijk gedrag. Sequentiële vaardigheden zijn uitvoerig bestudeerd in zowel
de cognitieve psychologie als de neurologie, wat geresulteerd heeft in modellen
die beschrijven hoe dergelijke vaardigheden aangeleerd en uitgevoerd worden.

In de cognitieve psychologie wordt onderscheid gemaakt tussen drie modi waarin
een sequentie uitgevoerd kan worden; de reactie modus, de associatieve modus en
de chunking modus. In het neurale domein is gevonden dat twee hersengebieden op
verschillende wijze betrokken zijn bij sequentiële vaardigheden: de premotor
cortex (PMC) is betrokken bij acties die van buitenaf getriggerd worden,
terwijl de supplementary motor area (SMA) betrokken is bij gedrag dat intern
getriggerd wordt (dus: zelf-geïnitieerd gedrag). Met deze studie willen de het
cognitieve en neurale domein - en de bijbehorende modellen - dichter bij elkaar
brengen om meer inzicht te krijgen in de basis van sequentiële vaardigheden. De
hypothese is dat de reactie en associatieve modi gecontroleerd worden door de
PMC, aangezien er continue stimuli nodig zijn om op te kunnen reageren.
Daarentegen zal de chunking modus gerelateerd zijn aan de SMA, aangezien de
bewegingen daarbij intern aangestuurd worden.

Het doel van dit onderzoek is de rol van de supplementary motor area (SMA) en
de pre-motor cortex (PMC) bij het uitvoeren van sequentiële motorische
vaardigheden te bestuderen.

De studie is een interventie studie.

Tijdens de eerste dag van het experiment oefenen proefpersonen twee sequenties
in de zogeheten "discrete sequence production" (DSP) taak. Deze oefenfase
bestaat uit 10 blokken, zodat proefpersonen korte pauzes kunnen nemen tussen de
blokken in (~2 minutes). De duur van de oefenfase zal ongeveer 2,5 uur zijn.
Gedurende de tweede dag van het experiment zullen proefpersonen eerst nog twee
blokken hun twee sequenties oefenen. Daarna zullen zij 20 minuten van
lage-frequentie (1Hz) rTMS ondergaan en vervolgens een pauze van 20 minuten
krijgen - het is gebleken dat de effecten van rTMS op motorische vaardigheden
het sterkst zijn na zo'n interval van 20 minuten dan wanneer direct zou worden
begonnen met meten (Verwey et al., 2002). Tot slot zullen proefpersonen vier
test blokken doorlopen in de DSP taak en een vragenlijst in vullen over de
sequenties die zij geoefend hebben. De duur van het tweede gedeelte van het
experiment zal ongeveer 2,5 uur zijn.

Twintig minuten rTMS toediening boven ofwel de supplementary motor area (SMA groep) ofwel de premotor cortex (PMC groep), ofwel twintig minuten nep-stimulatie ("sham-stimulation"; controle groep).

De duur van rTMS toediening is 20 minuten tijdens de tweede dag van het
experiment. Tijdens de toediening zitten ppn in een comfortabele stoel. Hoewel
de rTMS toediening over het algemeen als veilig wordt beschouwd, zijn er enkele
mogelijke bijwerkingen risico's:
- Hoofdpijn; komt het meest voor, echter vooral wanneer rTMS toegediend wordt
op niet-motorische gebeiden.
- Gehoor problemen; het geven van de TMS pulsen gaat gepaard met een klikkend
geluid, wat als luid ervaren kan worden - ppn zullen daarom gehoorbescherming
dragen.
- "Syncope"; als een ppn zich misselijk of duizelig voelt of het gevoel heeft
flauw te vallen wordt het experiment met die ppn beëindigd.
- Aanvallen ("seizures"); er zijn zeer weinig van dit soort gevallen bekend in
combinatie met rTMS - Rossi et al. (2009) beschrijven twee van zulke gevallen,
waarbij bovendien bleek dat de ppn pro-epileptogenic medicatie nam of het
wellicht om een syncope ging. Ppn in de huidige studie zullen gescreend worden
en niet mee kunnen doen wanneer zij pro-epileptogenic medicatie gebruiken.

Volgens de richtlijnen van Rossi et al. (2009) is het risico op een
epileptische aanval tijdens of na rTMS extreem laag, zeker wanneer de
richtlijnen gevolgd worden. Gezien het feit dat onze parameters binnen de
richtlijnen vallen, is het risico bij deze studie laag.

Het uitvoeren van de motorische taak brengt geen risico's met zich mee.