Cooperation Not Competition: Bihemispheric tDCS and fMRI Show Role for Ipsilateral Hemisphere in Motor Learning
Notice bibliographique
Résumé
What is the role of ipsilateral motor and premotor areas in motor learning? One view is that ipsilateral activity suppresses contralateral motor cortex and, accordingly, that inhibiting ipsilateral regions can improve motor learning. Alternatively, the ipsilateral motor cortex may play an active role in the control and/or learning of unilateral hand movements. We approached this question by applying double-blind bihemispheric transcranial direct current stimulation (tDCS) over both contralateral and ipsilateral motor cortex in a between-group design during 4 d of unimanual explicit sequence training in human participants. Independently of whether the anode was placed over contralateral or ipsilateral motor cortex, bihemispheric stimulation yielded substantial performance gains relative to unihemispheric or sham stimulation. This performance advantage appeared to be supported by plastic changes in both hemispheres. First, we found that behavioral advantages generalized strongly to the untrained hand, suggesting that tDCS strengthened effector-independent representations. Second, functional imaging during speed-matched execution of trained sequences conducted 48 h after training revealed sustained, polarity-independent increases in activity in both motor cortices relative to the sham group. These results suggest a cooperative rather than competitive interaction of the two motor cortices during skill learning and suggest that bihemispheric brain stimulation during unimanual skill learning may be beneficial because it harnesses plasticity in the ipsilateral hemisphere. <b>SIGNIFICANCE STATEMENT</b> Many neurorehabilitation approaches are based on the idea that is beneficial to boost excitability in the contralateral hemisphere while attenuating that of the ipsilateral cortex to reduce interhemispheric inhibition. We observed that bihemispheric transcranial direct current stimulation (tDCS) with the excitatory anode either over contralateral or ipsilateral motor cortex facilitated motor learning nearly twice as strongly as unihemispheric tDCS. These increases in motor learning were accompanied by increases in fMRI activation in both motor cortices that outlasted the stimulation period, as well as increased generalization to the untrained hand. Collectively, our findings suggest a cooperative rather than a competitive role of the hemispheres and imply that it is most beneficial to harness plasticity in both hemispheres in neurorehabilitation of motor deficits.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».