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Exploración de los mecanismos de la memoria de trabajo con estimulación magnética transcraneal: un estudio basado en la practica musical como modelo de entrenamient natural de la memoria de trabajo

La memoria de trabajo ("Working Memory, "WM) es un componente básico de las funciones ejecutivas que permite mantener las representaciones en un estado activo y accesible durante un corto período de tiempo frente a la distracción de información irrelevante. La limitada capacidad de almacenamiento de la WM puede ampliarse mediante la capacitación. Pero a pesar de la importancia de esta habilidad para nuestro desempeño en la vida diaria, todavía tenemos una pobre comprensión de los mecanismos exactos del cerebro que apoyan críticamente el arrastre de WM, en particular de la función del lóbulo parietal en este proceso.
El objetivo de este proyecto es desenmarañar las redes cerebrales causales del dominio bimodal de la inducción WM general y del dominio específico utilizando el entrenamiento musical como modelo de inducción de la memoria natural de trabajo.
Investigaremos el papel del lóbulo parietal superior izquierdo (sPL) en la capacidad de WM de dominio general auditivo y visual y el giro supramarginal izquierdo (SMG) en la capacidad de WM de dominio específico auditivo en adultos jóvenes con entrenamiento musical y en la población general utilizando la estimulación magnética transcraneal (TMS), un método de estimulación cerebral no invasivo que puede disminuir o aumentar la excitabilidad cortical dependiendo de la estimulación aplicada.

Se determinó que estos dos sitios del lóbulo parietal estaban involucrados en el dominio bimodal de la capacidad de WM general y específica del dominio respectivamente en niños entrenados musicalmente durante mi doctorado. Para lograr nuestro objetivo, pediremos a los jóvenes adultos participantes, 30 con entrenamiento musical y 30 de la población general, que participen en tres sesiones experimentales. Primero, completarán una tarea bimodal (auditiva/visual) de atención y memoria de trabajo mientras se mide su actividad cerebral con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Luego completarán dos sesiones de estimulación magnética transcraneal - electroencefalografía (TMS-EEG). En estas sesiones ambos grupos serán estimulados en las mismas localizaciones del cerebro pero usando diferentes secuencias de estimulación. Los músicos recibirán fuera de línea inhibidores de la estimulación continua de ráfagas theta (cTBS) mientras que los participantes de la población general recibirán fuera de línea la estimulación intermitente de ráfagas theta (iTBS) antes de resolver la misma tarea que completaron durante la sesión de fMRI. En una sesión de TMS-EEG estimularemos el SPL izquierdo y en la otra sesión de TMS-EEG estimularemos el SMG izquierdo. En ambas sesiones del TMS-EEG también incluiremos una ejecución de la tarea que será precedida por una estimulación falsa. Además, las grabaciones del EEG durante estas sesiones mientras los participantes resuelven la tarea nos permitirán identificar los cambios de los mecanismos corticales neuronales en respuesta a la estimulación cerebral.

Esperamos que el cTBS sobre el sPL izquierdo perjudique el WM visual y auditivo en los músicos, mientras que el iTBS sobre el sPL izquierdo mejore el WM visual y auditivo en los adultos jóvenes de la población general en comparación con la estimulación simulada. Por otra parte, esperamos que la STCB sobre el SMG izquierdo perjudique el WM auditivo en los músicos, mientras que el iTBS sobre el SMG izquierdo no tendrá ningún efecto sobre el WM auditivo en la población general de adultos jóvenes en comparación con la estimulación simulada. Estas modulaciones también se reflejarán en las modulaciones en las oscilaciones frontales de la línea media theta y alfa posterior en ambos grupos. Este diseño experimental nos permitirá desentrañar la causalidad de estas regiones cerebrales parietales en los mecanismos neuronales del arrastre de WM bimodal de dominio general y de dominio específico. Esta investigación nos permitirá obtener un nuevo conocimiento de los mecanismos neurobiológicos del arrastre de la memoria de trabajo bimodal y los resultados podrían ser relevantes para las políticas educativas y de salud pública. El mejor conocimiento de los mecanismos que subyacen a la memoria de trabajo visual y auditiva también será importante para el desarrollo y diseño de programas de formación más precisos y estrategias de intervención para las personas que tienen una menor capacidad de WM, como los individuos con esquizofrenia, autismo y el trastorno de déficit de atención e hiperactividad.