Název tématu:

„Theta-Gama-Coupling“ jako prediktor výkonu pracovní paměti

Školitel:

RNDr. Eugen Kvašňák, Ph.D.

Ústav/klinika:

Ústav lékařské biofyziky a informatiky

Kontakty:

, 26710 2304

Anotace:

Prefrontální kůra poskytuje strukturální základ pro řadu vyšších kognitivních funkcí. Funkční architektura kognice je v zásadě rytmická; časování je klíčové pro řízení a organizaci rozsáhlých sítí důležitých pro dané úkoly. Procesy, které se při tom spouští zahrnují např. resetování fáze dané oscilační aktivity nebo zapojování regionů důležitých pro dané úkoly do koherentních funkčních sítí, přičemž tyto oddělené populace neuronů mohou oscilovat s různými frekvencemi (cross-frequency-coupling). Prefrontální kůra je zapojena také do několika procesů spojených s různými fázemi tvorby paměťových záznamů, zejména pracovní paměti. Fungování pracovní paměti je podporováno lokálními neuronálními obvody v prefrontální kůře a obvody spojujícími prefrontální kůru s více posteriorními oblastmi. Aktivita v těchto obvodech osciluje, přičemž tyto oscilace jsou řízeny synchronizovanou aktivitou velkých skupin neuronů. Tyto oscilace vykazují výrazné změny v reakci na kognitivní, motorické a senzorické vstupy. Mezifrekvenční vazba mezi fází theta (4–8 Hz) a amplitudou gama (30–80 Hz, theta-gama-coupling, TGC) je základem procesů pracovní paměti. TGC kóduje řazení položek informací v časových intervalech pracovní paměti, tj. manipulaci s komponentami pracovní paměti. Gama oscilace představují jednotlivé položky informací, zatímco theta oscilace představují časový interval, během kterého jsou položky uchovávány v paměti. Nedávné studie naznačují, že TGC je nejvýznamnějším prediktorem výkonu v úlohách na pracovní paměť (např. N-back task). V rámci tohoto projektu budou dobrovolníci řešit úlohu na pracovní paměť (N-back), přičemž jim bude snímáno EEG a aplikována fronto-parietální transkraniální elektrická stimulace s frekvencemi theta (frontálně) a gama (parietálně) buď ve fázi nebo v protifázi. Budou analyzovány amplifikační a inhibiční účinky stimulace na TGC, přičemž lepší či horší TGC se projeví ve výsledcích behaviorálních úkolů (reakční doba, skóre atd.) a v charakteristikách založených na EEG (synchronizace, koherence, frekvenční obsah, výkonové spektrum atd.). V rámci experimentálního týmu bude zajištěna pomoc s technickou stránkou experimentu.

Požadavek na studenta:

Ukončené VŠ vzdělání v oboru všeobecné lékařství nebo přírodní vědy nebo psychologie nebo zpracování biologických signálů.