De neurale basis van het begrijpen van bewegingen.

Geheugenvorming omvat unieke en uiteenlopende stadia. Na het uitvoeren van een nieuwe actie, wordt er hiervan een neurale representatie gecodeerd in het brein. Een tijdsafhankelijk consolidatie proces zal deze initiële broze representatie stabiliseren en meer bestand maken tegen competitieve invloeden. Dit consolidatie proces zorgt er uiteindelijk voor dat het geheugen kan aangesproken en herinnerd worden op latere tijdstippen zonder dat er hiervoor blijvende training of oefening vereist is. Het herinneren op zichzelf zal er echter voor zorgen dat het geheugen bijgewerkt kan worden aangezien het de geconsolideerde representatie terug labiel maakt. Om behouden te blijven over langere perioden is een re-stabilisatie proces vereist; reconsolidatie genaamd. Het doel van dit doctoraatsproject was om de dynamiek van de motorische geheugenvorming te onderzoeken met een focus op de drie fundamentele onderliggende processen: codering, consolidatie, en herinnering.

In het eerste deel van dit doctoraatsproject onderzochten we de rol van de slaap in het handhaven van de coderingscapaciteit voor motorisch geheugen. De achterliggende gedachte was gebaseerd op de synaptische homeostase hypothese. Deze hypothese suggereert dat de homeostatische regulatie van slaap gekoppeld is aan mechanismen van plasticiteit en leervermogen van het brein. We toonden dat de basis corticomotorische exciteerbaarheid verhoogt na een periode van 12u wakker zijn en dat de hersencapaciteit om plasticiteit te vertonen, vermindert naarmate het einde van de dag nadert. We beschreven dat voornamelijk ‘slow wave sleep’ de dagelijkse toename van algemene synaptische sterkte normaliseert en hierbij de capaciteit van het brein om nieuwe herinneringen te coderen herstelt. In het tweede deel onderzochten we de rol van bewegingsobservatie tijdens het consolideren van motorisch geheugen. We rapporteerden dat observatie van gelijkaardige bewegingen als diegene die eerder geoefend werden (congruente bewegingen) leidt tot sterk verbeterde prestaties kort na training in vergelijking met incongruente bewegingsobservatie of wanneer bewegingsloze stimuli werden getoond. Er werden verder geen verschillen in retentie gevonden wanneer één van deze observaties volgde 24u na de initiële training. Kortom, bewegingsobservatie is een praktisch hulpmiddel om vroegtijdige consolidatie te verbeteren. In het derde deel onderzochten we de rol van reconsolidatie na het oproepen van motorisch geheugen. We toonden dat het geheugen enkel kwetsbaar is tijdens een uiterst korte periode en dat verdere uitvoering of een periode van rust het geheugen terug zal stabiliseren. Dit toont dat zowel de lengte van reactivering als timing van de interferentie bepalen of een geheugen experimenteel kan worden verstoord. Reconsolidatie staat zo toe dat het geheugen relevant blijft voor toekomstig gebruik.

Kortom, dit doctoraatsproject weerspiegelt hoe complex de vorming van ons motorisch geheugen is en draagt bij tot het begrijpen van deze fundamentele menselijke geheugenprocessen.