Neuromodulating the interference process of concurrent learning of word lists : a trancranial direct current stimulation study

Abstract

Memory consolidation refers to the process by which memories become fixed and stable over time, after the initial learning process (Nader & Einarsson, 2010). Transcranial direct current stimulation (tDCS) studies have shown so far that tDCS can modulate performance in cognitive tasks. For instance, anodal stimulation applied over the temporal lobe improves performance in memory tasks and enhances consolidation (Boggio et al., 2009a; Boggio et al, 2009b; Ross et al., 2010). Our aim is to evaluate the impact of bilateral temporal stimulation (LA-RC, LC-RA and sham) in memory consolidation, when tDCS is applied during an interfering memory task. Fifteen healthy volunteers participated in a verbal Memory Learning Interference Task (MLIT) in which they were asked to learn two different word lists (list A(LA) and List B(LB)) while receiving tDCS during the learning of LB. They were then asked to recall the words of both lists in two moments: (a) immediately after learning of LB and (b) 20 minutes after the first recall, to verify if the stimulation effects on LA consolidation are the same after that waiting period. Our results show that in the LA-RC condition, for both recall moments: a lower percentage of words was recalled from LA, in comparison with the other conditions due to interference effects of LB learning in LA consolidation. This study shows that tDCS over the temporal lobe can modulate performance in a MLIT, with a more prominent effect verified when the anode is over the left temporal lobe (LTL). In future studies, it would be interesting to replicate the MLIT with unilateral stimulation in order to isolate cathodal effects, as well as testing the modulatory effects of tDCS in more complex memories, for instance, traumatic memories.

Consolidação da memória é o processo pelo qual as nossas memórias se tornam fixas e estáveis ao longo do tempo, após uma aprendizagem inicial (Nader & Einarsson, 2010). Estudos com Estimulação Transcraniana por Corrente Continua (ETCC) têm mostrado que é possível neumodular a performance em tarefas cognitivas. Por exemplo, ETCC anodal sobre o lobo temporal melhora o desempenho em tarefas de memória e, consequentemente, a consolidação (Boggio et al., 2009a; Boggio et al, 2009b; Ross et al., 2010). O nosso objetivo é avaliar o impacto da estimulação temporal bilateral, quando comparada com estimulação placebo (LA-RC: anodo/esquerdo cátodo/direito, LC-RA: cátodo/esquerdo ânodo/direito e sham) na consolidação da memória, quando esta é aplicada durante a realização de uma aprendizagem concorrente. Quinze voluntários saudáveis participaram numa tarefa verbal de Memória e Aprendizagem Interferente (TMAI), em que lhes foi pedido que aprendessem 2 listas de palavras distintas (lista A(LA) e lista B(LB)) enquanto recebiam ETCC durante a aprendizagem da LB. Seguidamente, foi-lhes solicitado que evocassem as palavras de ambas as listas, em dois momentos: a) logo após aprenderem a LB e, b) vinte minutos depois da primeira evocação, para verificar se os efeitos da estimulação na consolidação da LA se prolonga. Os nossos resultados mostram que na condição de estimulação LA-RC, em ambos os momentos de evocação: foi evocada uma menor percentagem de palavras da LA comparativamente às restantes condições, possivelmente devido aos efeitos interferentes da aprendizagem da LB no processo de consolidação da LA. Este estudo mostra que ETCC sobre o lobo temporal consegue modular o desempenho numa TMAI, verificando-se um efeito mais acentuado quando o ânodo está sobre o lobo temporal esquerdo. Para estudos futuros seria interessante replicar a TMAI com estimulação unilateral, de modo a isolar os efeitos do cátodo, como também avaliar o potencial modulador da ETCC em memórias mais complexas, por exemplo, memórias traumáticas.