Mudanças nas representações corticais preveem a melhoria da discriminação humana

Relatamos experimentos combinando a avaliação do comportamento de discriminação tátil espacial e medições de potenciais evocados somatossensoriais em sujeitos humanos antes e depois de mudanças plásticas de curto prazo para demonstrar um vínculo causal entre o grau de desempenho alterado e reorganização. Mudanças plásticas foram induzidas por um protocolo de coativação hebbiana de emparelhamento simultâneo de estímulos táteis. Como resultado da coativação, os limiares de discriminação espacial foram reduzidos; no entanto, a quantidade de melhoria na discriminação variou entre os sujeitos. A análise dos potenciais evocados somatossensoriais revelou uma mudança significativa, mas também variável, na localização do dipolo N20 do dedo indicador que foi coativado. A distância euclidiana entre o dipolo pré e pós-coativação foi significativamente maior no lado coativado (média 9,13 +/- 3,4 mm) do que no lado controle (média 4,90 +/- 2,7 mm, P = 0,008). Mudanças nos ângulos polares indicaram um deslocamento lateral e inferior no giro pós-central do hemisfério esquerdo que representa o dedo indicador coativado. Para explorar até que ponto a variabilidade da melhoria foi refletida no grau de reorganização, correlacionamos as mudanças perceptuais com os deslocamentos do dipolo N20. Descobrimos que as mudanças nas habilidades de discriminação poderiam ser previstas a partir das mudanças na localização do dipolo. Pouco ganho em discriminação espacial foi associado a pequenas mudanças nos deslocamentos do dipolo. Em contraste, sujeitos que mostraram uma grande reorganização cortical também tiveram os limiares mais baixos. Todas as mudanças foram altamente seletivas, pois não houve transferência para o dedo indicador da mão oposta, não coativada. Nossos resultados indicam que o desempenho humano na discriminação espacial está sujeito a melhorias em uma escala de tempo curta por meio de um protocolo de estimulação hebbiana sem invocar treinamento, atenção ou reforço. Processos plásticos relacionados à melhoria foram localizados no córtex somatossensório primário e foram escalonados com o grau de melhoria perceptual individual.