Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Long-term Motor Learning and Retention

Abstract

[Abstract] Optimizing the teaching-learning process is essential throughout life. Non-invasive brain stimulation techniques such as transcranial direct current stimulation (tDCS) seem to be an option for optimizing the motor learning curve. This thesis aims to study the effects of tDCS on motor learning, including the retention of a motor. The first randomized controlled study explored the effects of applying tDCS before, during, or after motor practice on retention of the practiced skill in 100 participants. After a single session, similar performance changes were observed in all groups, with no significant differences in the choice reaction time task. In the second randomized controlled study, we examined the effects of tDCS on typing performance in 63 participants. Participants performed a structured program of 23 intervention sessions across 3.5-month: 20, 15-min typing practice and 3 evaluations (pre, middle, post). tDCS group performed better motor performance in the rapid learning phase compared to the sham and control groups. However, these differences dissipated from session 11th. In conclusion, tDCS appears to be a safe stimulation method when administered over multiple sessions in healthy young adults but failed to enhance motor skill acquisition and retention compared with a sham control group.

Resumen] Optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje es fundamental durante la vida. La estimulación transcraneal por corriente directa (tDCS) podría optimizar la curva de aprendizaje motor. El objetivo de la tesis fue estudiar los efectos de la tDCS sobre el aprendizaje, incluyendo la fase de retención. El primer estudio controlado aleatorio exploró los efectos de la aplicación de la tDCS antes, durante, o después, de la práctica sobre la retención en 100 participantes. Después de una sesión, se observaron cambios de rendimiento similares en todos los grupos en una tarea de tiempos de reacción aleatorios. En el segundo estudio controlado aleatorio, examinamos los efectos de la tDCS sobre el rendimiento mecanográfico. Los 63 participantes realizaron un programa estructurado durante 3.5-meses que incluía 20 prácticas y 3 evaluaciones (pre-, media- y post-intervención). El grupo tDCS obtuvo un mejor rendimiento en la fase rápida del aprendizaje en comparación con el grupo placebo y el grupo control, aunque estas diferencias se disiparon desde la sesión 11 en adelante. En conclusión, la tDCS parece ser segura aplicada en sesiones múltiples en adultos jóvenes y sanos, pero no eficaz para mejorar el aprendizaje de habilidades motoras en comparación con los grupos control y placebo.

[Resumo] Optimizar o proceso de ensino-aprendizaxe é fundamental durante a vida. A estimulación transcraneal de corrente continua (tDCS) podería optimizar a curva de aprendizaxe motora. O obxectivo da tese foi estudar os efectos do tDCS na aprendizaxe, incluída a fase de retención. O primeiro estudo controlado aleatorizado explorou os efectos da aplicación de tDCS antes, durante ou despois da práctica sobre a retención en 100 participantes. Despois dunha sesión, observáronse cambios de rendemento similares en todos os grupos nunha tarefa aleatoria de tempos de reacción. No segundo estudo controlado aleatorizado, examinamos os efectos do tDCS no rendemento da dixitación. Os 63 participantes completaron un programa estruturado de 3.5-meses que incluía 20 prácticas e 3 avaliacións (pre-, media- e post-intervención). O grupo tDCS funcionou mellor na fase rápida de aprendizaxe en comparación co grupo placebo e o grupo control, aínda que estas diferenzas disipáronse a partir da sesión 11. En conclusión, o tDCS parece ser seguro cando se aplica en varias sesións en adultos novos sans, pero non é efectivo para mellorar a aprendizaxe das habilidades motoras en comparación cos grupos control e placebo