Introduction
retroalimentación sensorial es fundamental la realización de movimientos. Las actividades diarias son difícilmente posible en ausencia de la propiocepción 1. Por otra parte, el aprendizaje motor está influenciada por la integración propioceptiva 2 o 3 percepción cutánea. Los seres humanos sanos con sensación intacta son capaces de ponderar los estímulos sensoriales que surgen de distintas fuentes sensoriales con el fin de satisfacer las necesidades específicas de la situación 4. Esto permite a los seres humanos con un peso sensorial para realizar tareas difíciles con alta precisión incluso cuando algunos aspectos de la información sensorial no son fiables o incluso ausente (por ejemplo, caminar en la oscuridad o con los ojos cerrados).
Además, diversas evidencias sugieren que la provisión aumentada (o adicional) de realimentación mejora aún más el control del motor y / o el aprendizaje motor. retroalimentación aumentada proporciona información adicional por una fuente externa que se puede añadir a la retroalimentación tarea intrínseca (sensorial) que surge de la sensorialsistema de 5,6. Especialmente el efecto del contenido de la retroalimentación aumentada en el control motor y el aprendizaje ha sido de gran interés en los últimos años. Una de las preguntas dirigidas fue cómo los seres humanos fuerza de control y la posición 7,8. Las investigaciones iniciales identificaron diferencias en el tiempo a la fatiga de una contracción submáxima sostenida utilizando ya sea la posición o la fuerza de respuesta y las diferencias en el cumplimiento de la carga (por ejemplo, 9-12). Cuando los sujetos se les proporcionó la fuerza de respuesta, el tiempo a la fatiga de la contracción sostenida fue significativamente más largo en comparación con cuando se proporcionó retroalimentación de posición. Se observó el mismo fenómeno para una variedad de diferentes músculos y las posiciones de las extremidades y una serie de mecanismos neuromusculares, incluyendo una mayor tasa de reclutamiento de unidades motoras y una mayor disminución de la superficie H-reflex durante la contracción controlada posición (para revisión 13). Sin embargo, en estos estudios, no sólo la información visual sino también la c físicoaracterísticas de la contracción muscular (es decir., la conformidad del dispositivo de medición) se alteró. Por lo tanto, recientemente hemos realizado un estudio de no alterar el cumplimiento, pero sólo aumentamos la retroalimentación y presentó pruebas de que el suministro de la fuerza y de realimentación de posición solos durante una contracción submáxima sostenida pueden causar diferencias en la actividad inhibitoria dentro de la corteza motora primaria (M1). Esto se demostró usando una técnica de estimulación que se sabe que actúa únicamente a nivel cortical 14, a saber subumbral estimulación magnética transcraneal (subTMS). A diferencia de supraumbral TMS, la respuesta evocada por subTMS, no está modulada por la excitabilidad de las motoneuronas espinales alfa y las neuronas excitadoras excitabilidad y / o células corticales 15-17 sino únicamente por la excitabilidad de las neuronas inhibidoras intracorticales. El mecanismo postulado detrás de esta técnica de estimulación es que se aplica a intensidades por debajo del umbral para evocar un motor potencial evocado(MEP). Se ha demostrado en pacientes con electrodos implantados a nivel cervical que este tipo de estimulación no produce ninguna actividad descendente pero que activa principalmente interneuronas inhibidoras dentro de la corteza motora primaria 14,18,19. Esta activación de las interneuronas inhibidoras causa una disminución en la actividad EMG en curso y se puede cuantificar por la cantidad de supresión de EMG en comparación con la actividad EMG obtenidos en los ensayos sin estimulación. En este sentido, hemos demostrado que los sujetos mostraron una significativa mayor actividad inhibidora en los ensayos en los que recibieron retroalimentación de la posición en comparación con ensayos en los que se proporcionó retroalimentación 20 Fuerza. Además, también mostró que no sólo la presentación de diferentes modalidades de retroalimentación (fuerza frente a control de posición), sino también la interpretación de retroalimentación puede tener efectos muy similares sobre los datos de comportamiento y neurofisiológicos. Más específicamente, cuando nos dijeron que los participantes para recibir pretroalimentación OSICIÓN (a pesar de que era la fuerza de respuesta) también muestran no sólo un tiempo más corto a la fatiga, sino también un mayor nivel de actividad inhibitoria 21 M1. El uso de un enfoque en el que se proporciona siempre la misma regeneración pero con diferente información acerca de su contenido tiene la ventaja de que las restricciones de tareas, es decir, la presentación de la realimentación, la ganancia de la realimentación, o el cumplimiento de la carga son idénticos entre las condiciones por lo que las diferencias en el rendimiento y la actividad neuronal están claramente relacionados con las diferencias en la interpretación de las votaciones y no están sesgados por diferentes condiciones de ensayo. Por lo tanto, el presente estudio investigó si una interpretación diferente de uno y el mismo retroalimentación influye en la duración de una contracción submáxima sostenida y además tiene un impacto en la activación de la actividad inhibidora de la corteza motora primaria.
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Protocol
El protocolo descrito aquí siguió las directrices del comité de ética de la Universidad de Friburgo y estaba de acuerdo con la declaración de Helsinki (1964).
1. La aprobación ética - Instrucción Asunto
- Antes del experimento real, instruir a todos los sujetos sobre el propósito del estudio y los factores de riesgo potenciales. Cuando se aplica la estimulación magnética transcraneal (TMS), existen algunos riesgos médicos, incluyendo cualquier antecedente de convulsiones epilépticas, implantes metálicos en los ojos y / o la cabeza, enfermedades del sistema cardiovascular y el embarazo. Excluya ningún tema afirmando que uno de estos factores de riesgo del estudio.
- Incluir sólo los individuos sanos en el estudio. Excluir a los individuos con alguna enfermedades neurológicas, mentales y / u ortopédicos.
2. Sin perjuicio de Preparación
- la colocación sujetos
- A lo largo de todo el experimento, los sujetos asiento en una silla cómoda. Fijar la cabezadel participante usando un molde que abraza el cuello, lo que garantiza una posición de la cabeza estable y evitar cualquier movimiento de la cabeza con relación a la bobina de EMT.
- Coloque el brazo derecho de los sujetos en un brazo de descanso hecha a la medida para minimizar los movimientos de la muñeca. Fijar dedo índice derecho del sujeto para una férula montada en el brazo de un robot. Alinear el eje de rotación del brazo del robot con la articulación metacarpophangeal de la mano derecha de modo que el centro de la articulación coincide con el centro de rotación del robot.
- grabaciones de fuerza
- Medir la fuerza aplicada por los sujetos por un torquímetro montado en el brazo robot y medir la posición del brazo de robot (correspondiente a la posición del dedo índice) por un potenciómetro conectado al eje de rotación del robot 22.
- La electromiografía (EMG)
- Utilice una configuración bipolar de electrodos de superficie para medir las respuestas electrofisiológicas provocadas por TMS, así como muscular activación producida por los sujetos.
- Antes de colocar los electrodos a la piel durante el primer interóseo dorsal del músculo (IED) y el abductor corto del pulgar (APB) de la mano derecha, afeitarse la piel de los sujetos, a continuación, ligeramente raspar usando papel de lija o el pulido de gel y desinfectarlo con propanol .
- A raíz de esto, conecta electrodos EMG autoadhesivas para la piel sobre los vientres musculares del IED y APB. Colocar un electrodo de referencia adicional sobre el olécranon del mismo brazo.
- Cable a conectar todos los electrodos a un amplificador EMG y un convertidor analógico-digital. Amplificar las señales de EMG (x 1.000), paso de banda del filtro (10 - 1.000 Hz) y muestra a 4 kHz. Almacenar las señales de EMG para el análisis fuera de línea.
- Utilice una configuración bipolar de electrodos de superficie para medir las respuestas electrofisiológicas provocadas por TMS, así como muscular activación producida por los sujetos.
- TMS
- Utilice una figura de ocho bobina conectada a un estimulador TMS para estimular el área cortical motora lado contralateral.
- Encontrar la posición óptima de la bobina en relación con el cuero cabelludo para provocarlos potenciales evocados motores (MEPS) en el músculo IED por un procedimiento de mapeo:
- Coloca la bobina de aproximadamente 0,5 cm anterior al vértice y más de la línea media con el mango apuntando a 45 ° en sentido antihorario con respecto al plano sagital, induciendo un flujo posterior-anterior de la corriente en el centro de la bobina.
- Al principio, elegir una pequeña estimulación intensidad (máxima salida del estimulador, MSO, por ejemplo, por debajo del 30%) para obtener los sujetos acostumbrados a los pulsos magnéticos.
- Posteriormente, aumentar la intensidad de la estimulación en pequeños pasos, por ejemplo 2-3% de salida máxima estimulador (MSO) y mover la bobina en la dirección frontal-rostral y medio-lateral a fin de encontrar el sitio óptimo (punto de acceso) para estimular la IED músculo. El punto de acceso se define como el lugar donde la mayor MEP se puede observar a una intensidad de estimulación dada.
- Después de encontrar el punto de acceso IED, determinar descansando umbral motor (MT) como el minimum intensidad necesaria para evocar MEP amplitudes de pico a pico en el EMG mayor de 50 mV en tres de cada cinco intentos consecutivos y 18. Inspeccionar el tamaño de los eurodiputados que aparecen en línea en la pantalla del ordenador.
- Después de la obtención de los eurodiputados con 1.0 * MT, disminuir continuamente la intensidad de la estimulación de la máquina de TMS en pasos de 2% MSO hasta que el MEP ya no puede ser observado y una supresión EMG de la actividad muscular en curso se hace evidente.
Nota: Con el fin de describir la supresión inducida EMG TMS es necesario aplicar un alto número de estimulaciones (véase la sección 5. "Proceso de Datos")
3. Evaluación Presentación
- Divida a los participantes en tres grupos (pF, FF, CON).
- Instruir a los sujetos del grupo de realimentación de posición (PF) en la mitad de los ensayos para recibir información acerca de la posición del dedo índice (realimentación de posición) al mover el dedo índice presionando contra el dispositivo robótico. </ Li>
- En la otra mitad de los ensayos, instrucciones a los sujetos para recibir información acerca de la fuerza aplicada mientras se mueve el dispositivo robótico (force feedback).
Nota: En realidad, sin embargo, que siempre reciben la misma respuesta (retroalimentación de posición). - Instruir a los sujetos del grupo de la fuerza de respuesta (FF) para recibir retroalimentación de fuerza en la mitad de los ensayos y recibir retroalimentación de la posición en la otra mitad.
Nota: De hecho, este grupo es el único dotado de la fuerza de respuesta. - No dar instrucciones al grupo control (CON) sobre el origen de las votaciones. Nota: El grupo de control recibe la fuerza de retroalimentación en un medio de sus pruebas y retroalimentación de la posición en la otra mitad.
- Aleatoriamente alterar el orden de las sesiones, es decir, si los ensayos comienzan con la fuerza o la realimentación de la posición, en todos los grupos.
- mostrar visualmente la fuerza y la realimentación de posición en una pantalla de ordenador colocaron 1 m por delante de los sujetos.
- En cada condición, presenta una línea de destino correspondiente a30% de la fuerza voluntaria máxima individual del sujeto, o el ángulo del dedo del dedo índice en un 30% la contracción voluntaria máxima (MVC), en la pantalla del ordenador e instruir a los sujetos para que coincida con la línea de meta lo más cerca posible.
4. La máxima fuerza isométrica
- Después de que el sujeto se prepara (EMG), realizar tres contracciones voluntarias máximas isométricas (MVC), que consiste en un aumento gradual de la fuerza isométrica de cero a máximo durante un período de tiempo de 3 segundos y la fuerza máxima mantenido para 2 sec 20,21.
- alentar verbalmente al objeto de lograr la máxima fuerza. Después de cada ensayo, permiten a los sujetos para descansar durante 90 segundos para evitar la fatiga.
5. Procedimiento experimental
- Fatigante Motor Tarea- sostenido contracciones.
Nota: La tarea fatigosa consta de dos contracciones sostenidas ejecutadas en días separados.- Instruir a los sujetos para que coincida con la línea de meta del 30% para el MVCel mayor tiempo posible con una línea correspondiente a la fuerza aplicada o de la posición de su dedo que corresponde a un nivel de fuerza de 30% MVC.
Nota: La línea de destino durante la condición de realimentación de posición (PF-grupo), por tanto, corresponde al ángulo dedo cuando los sujetos coinciden con el nivel de fuerza del 30% MVC. - Pedir a los sujetos para mantener las contracciones hasta el fallo de tareas, que se define como el punto en el que los sujetos ya no son capaces de mantener la fuerza objetivo dentro de una ventana de 5% de la fuerza de destino durante un período de 5 segundos (FF-grupo). Para el pF-grupo, definir el fracaso tarea como cuando los participantes son incapaces de mantener el ángulo de dedo dentro de 5% del ángulo del objetivo requerido para 5 seg 12,23.
- Asegúrese de que los dos contracciones sostenidas están separados por al menos 48 horas.
- Instruir a los sujetos para que coincida con la línea de meta del 30% para el MVCel mayor tiempo posible con una línea correspondiente a la fuerza aplicada o de la posición de su dedo que corresponde a un nivel de fuerza de 30% MVC.
- TMS-protocolo
Nota: El experimento subumbral TMS se lleva a cabo en días separados a las contracciones de fatiga. Esto es importante ya que la fatiga tiene una influenciaen la supresión de EMG evocada por subTMS 24,25 por lo que las diferencias entre la fuerza y la posición no puede ser claramente identificados. La separación de las contracciones de fatiga de las mediciones TMS tiene la ventaja de que las diferencias en la supresión EMG pueden ahora ser claramente atribuirse a la diferente interpretación de las votaciones, pero tiene la limitación de que los resultados no pueden directamente ser vinculados a las diferencias en el tiempo a la fatiga de las contracciones sostenidas.- Llevar a cabo la parte del experimento utilizando TMS (véase también la sección "Comentarios presentación" 3.) en otra ocasión que los experimentos de fatiga. Inicialmente, siga exactamente el mismo procedimiento que para la fatiga contracción (por ejemplo, contracciones MVC) pero esta vez, pedir a los sujetos para mantener las contracciones sólo mientras la estimulación TMS dura. Por lo tanto, las contracciones no son fatigable y sólo se celebró durante aproximadamente 100 segundos durante cada ensayo TMS.
- Proporcionar un descanso de 3 minutos entre triALS para minimizar cualquier sesgo de la fatiga.
6. Proceso de Datos
- TMS
- Aplicar un total de 100 barridos, barridos con 50 y 50 barridos sin estimulación, con un intervalo entre estímulos varıa de 0,8 a la 1.1 s 20,21,25,26. Este intervalo inter corta se asegura de que los sujetos no necesitan sostener las contracciones durante demasiado tiempo por lo que los efectos de fatiga pueden ser minimizados.
- Para analizar si la estimulación TMS causó una facilitación (MEP) o una supresión de EMG, restar los rectificados y luego un promedio de 50 barridos con estimulación (estimulado EMG) de los 50 barridos sin estimulación (control EMG) 20,21,25-27.
Nota: El comienzo de la supresión de EMG se define como el punto de tiempo en el que el EMG promedio para los barridos con la estimulación es menor que el EMG de control durante al menos 4 mseg en un marco de tiempo de 20 a 50 mseg después del pulso de TMS. El final de la supresión se define como tél instante en que el EMG estimulado es mayor que la EMG de control durante al menos 1 mseg y la extensión de la supresión se calcula como porcentaje de cambio (control estimulada / de control * 100 media). - Usa los barridos sin estimulación TMS para el cálculo de los antecedentes de activación EMG y un promedio de ellos sobre la misma ventana de tiempo que los ensayos con 20,21,25,26 estimulación.
- EMG
- Determinar la actividad máxima EMG mediante el cálculo del valor de la raíz cuadrada media registrada en una ventana de 0,5 s de tiempo alrededor de la fuerza máxima medida durante la prueba MVC 20,21.
- Para las contracciones sostenidas, analizar la EMG mediante la construcción de contenedores de 8 seg largos siempre que se calcule la raíz cuadrada de la media de la EMG rectificado y normalizadas con la actividad EMG obtenidos durante los ensayos MVC 20,21.
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Representative Results
Interpretación de retroalimentación
En el procedimiento descrito aquí, los sujetos fueron instruidos de una manera que ellos creían en la mitad de sus pruebas de haber recibido retroalimentación de posición y en la otra mitad de los ensayos que han recibido retroalimentación de fuerza. De hecho, ellos fueron engañados por la mitad de sus ensayos, ya que el FP-grupo siempre ha recibido retroalimentación de posición y el grupo-ss siempre recibido retroalimentación de fuerza.
El uso de este método tiene la ventaja de que las diferencias específicas de retroalimentación (por ejemplo, ganancia de la señal, color) pueden ser excluidas. Por lo tanto, los resultados pueden atribuirse únicamente a las diferencias en la interpretación de la información y no a la presentación de la información en sí. Sin embargo, es teóricamente posible que los sujetos se dieron cuenta de que la misma reacción se presentó sin decirnos. nos therefoSiempre estás preguntado al final de la prueba final si se dieran cuenta de que la respuesta fue siempre la misma. En el caso del presente estudio, los sujetos informaron que ellos no reconocen que fueron engañados.
contracciones sostenidas
Independientemente del grupo (FF o grupo pF), es decir, con independencia de si los sujetos recibieron la fuerza o la realimentación de posición, siempre muestran el mismo patrón: cuando pensaron para controlar la fuerza, el tiempo para la fatiga fue significativamente más largo en comparación con cuando creyeron que eran recibir retroalimentación de posición. El grupo CON representada no hay diferencias entre las dos condiciones de retroalimentación. Un ejemplo de un sujeto de cada uno de los tres grupos se representa en la Figura 1. La actividad EMG IED aumentó en el curso de la contracción sostenida pero era comparable entre las condiciones de retroalimentación (Figura 2).
Control de la fuerza y la posición en los seres humanos
La cuestión de cuándo y cómo los seres humanos utilizan posición o fuerzan información para el control del motor dio lugar a un gran número de publicaciones en este campo con diferentes resultados probablemente como resultado de los diferentes enfoques metodológicos. Milner y Hinder 36, por ejemplo, argumentaron que la información de posición en lugar de forzar información se utiliza mientras se adaptan a las nuevas dinámicas ambientales (es decir, las perturbaciones de la trayectoria de la mano cuando se mueve de A a B de destino). Una serie de publicaciones mirando a las diferencias de comportamiento y neurales entre la posición y fuerza controlada contracciones sostenidas fatigantes encontró que el tiempo para la fatiga es muy reducida cuando se pidió a los sujetos para controlar la posición en comparación con la fuerza (para una revisión véase también 13). Esta reducción del tiempo hasta el agotamiento fue acompañada por una seriede adaptaciones neurales como una disminución en el área de reflejo H-12, un reclutamiento más rápido más rápido de las unidades motoras y las diferencias en las extremidades postura 23, así como un mayor nivel de esfuerzo percibido durante las contracciones controlada posición 12,37-40. El paradigma de estos estudios era que los sujetos mantuvieron contracciones controlada de posición en un sistema compatible, mientras que las contracciones fuerza controlada se realizaron en condiciones rígidas. Por lo tanto, los últimos estudios y el estudio de Milner y Hinder 36 sugieren que los cambios de posición o de control de la fuerza con diferencias en la dinámica ambientales y demandas biomecánicas. Lo que quedó claro, sin embargo, fue cómo el control de posición y de la fuerza se realiza cuando la dinámica y la biomecánica de la tarea se mantienen constantes. Un estudio llevado a cabo recientemente mostró al cambiar la retroalimentación de fuerza a la posición (o viceversa), pero la tarea y por lo tanto la dinámica sigue siendo el mismo, que hay diferencias en el tiempo de Fatigue 20. La única diferencia entre nuestras tareas era la fuente de las votaciones. Además, al igual que en el estudio actual Lauber et al. (2012) utilizado subTMS para revelar diferencias en la cantidad de supresión de EMG, y se encontró una mayor supresión de EMG durante las contracciones controlada de posición.
Control neural de la fuerza y la posición en los seres humanos
La corteza motora primaria parece un objetivo que vale la pena, ya que no es sólo una parte del bucle reflejo transcortical 41,42 sino también porque juega un papel clave en el control de los movimientos voluntarios 43,44. Los resultados del presente estudio destacan aún más el papel de M1 durante la fuerza y las contracciones controlada posición como el mayor supresión EMG durante la posición de contracción controlada indica una mayor susceptibilidad de las interneuronas inhibidoras intracorticales tan pronto como los temas interpretadosla retroalimentación como realimentación de posición. Esto es apoyado por el hallazgo de que cuando no se proporciona información sobre el origen de las votaciones, se pudo observar ninguna diferencia en la supresión de EMG. Observaciones recientes sugieren que una gran cantidad de supresión de EMG causado por la estimulación magnética indica una mayor contribución de la corteza (es decir, M1) 24. Este aumento de la actividad M1 en los movimientos controlados de posición podría derivar de los cambios específicos de interpretación en la integración de las señales propioceptivas 21. La señal propioceptiva modificada podría entonces ser procesada de forma diferente en otras áreas corticales (por ejemplo, áreas motoras suplementarias (SMA)) que de modificar la actividad de M1 a través de su entrada sináptica. Esto estaría en línea con la conclusión de que los cambios en la retroalimentación propioceptiva tienen el potencial de modificar la excitabilidad cortical y corticoespinal 45.
En conjunto, la cACTUAL hallazgos ponen de manifiesto que, dependiendo de la interpretación, la retroalimentación aumentada puede ser de otra manera integrada, dando lugar a adaptaciones conductuales y neuronales diferenciadas en el seno del sistema nervioso central.
EMG supresión por subTMS:
La estimulación subliminal resultó en una supresión de la actividad EMG durante todas las condiciones de retroalimentación. La supresión de EMG fue, sin embargo, mayor cuando los sujetos pensaban recibir retroalimentación de la posición en comparación con cuando creyeron a recibir retroalimentación de fuerza; de nuevo esto era independiente que tipo de retroalimentación que realmente perciben. Por lo tanto, los sujetos de la FP y el grupo ss comportaban de la misma clase de forma (Figura 3A y B). El grupo CON (Figura 3C) muestra diferencias en la supresión EMG entre las condiciones. La figura 3 muestra los resultados representativos de los sujetos individuales de Al l grupos que participaron en el estudio y el grupo Figura 4 significan los datos. Antecedentes de activación EMG no fue diferente entre los grupos y condiciones.
TMS subumbral
El principio de estímulo subumbral magnética transcraneal es que a estas bajas intensidades (es decir, por debajo del umbral de evocar eurodiputados), las interneuronas inhibitorias intracorticales se activan los cuales luego reducir sinápticamente la excitabilidad de las células corticoespinal 14,27,31. Esto se traduce en una reducción de la unidad excitadora de la corteza hacia abajo para el músculo durante una contracción sostenida submáximo y se puede cuantificar mediante la reducción de la actividad EMG en curso. La reducción en la actividad EMG representa la actividad inhibidora que actúa sobre M1 y es más comúnmente analizada por el tamaño (área) de la supresión.
"> Existen algunas pruebas de que esta supresión EMG es únicamente el resultado de un aumento de la inhibición cortical debido a la estimulación subliminal a un nivel subcortical no inducir cambios en el EMG 31 y también porque subTMS causa una inhibición simultánea del agonista y antagonista de excluir la influencia de inhibición recíproca médula 25,27,32. Además, las grabaciones de electrodos epidurales implantados en la columna cervical no mostraron respuestas después de la estimulación subTMS 14. por último, las proyecciones corticoespinal directos parecen jugar un papel importante cuando se utiliza TMS subumbral como Butler et al. 33 demostró que el inicio de la supresión EMG se observa ya después de sólo 20 ms después de la estimulación TMS.Junto con los resultados del presente estudio parece muy probable que la fuerza y la información de posición se integran de manera diferente en el centro de nesistema rvous que conduce a una activación diferente de la corteza motora primaria. Esto se ve apoyado por los hallazgos del presente estudio muestran un tiempo más corto a la fatiga de la contracción sostenida en la interpretación de las votaciones como realimentación de posición con respecto a la fuerza condiciones de retroalimentación y el control, donde se le dio ninguna instrucción sobre el origen de las votaciones que resulta en no hay diferencia en el tiempo a la fatiga.
Figura 1. Tiempo para la fatiga de contracción sostenida. Los datos representativos de una asignatura de cada grupo (FF-pF y el grupo CON) presentan su tiempo a la fatiga de las contracciones sostenidas. De izquierda a derecha, la figura muestra que tan pronto como el sujeto del grupo ss recibido retroalimentación de fuerza, el tiempo para la fatiga fue mayor en comparación con cuando el sujeto cree que él / ella estaba recibiendo realimentación de posición (engañado). los segundo gráfica de un sujeto del grupo pF muestra que tan pronto como el sujeto interpreta las votaciones como la fuerza de respuesta (engañado), el tiempo para la fatiga fue mayor en comparación con cuando el sujeto recibió retroalimentación de posición. El último gráfico muestra que sin ninguna instrucción sobre el origen de las votaciones, el tema del grupo CON aparece ninguna diferencia en el tiempo a la fatiga. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2. Actividad EMG en el curso de la contracción sostenida. Los datos representativos de una asignatura de cada grupo (FF-pF y el grupo CON) presentan un aumento en la actividad EMG desde el principio hasta el final de la contracción. Esto es independiente de si los sujetos siempre recibieron retroalimentación de fuerza (grupo de FF,A) y creído en la mitad de los ensayos que estaban recibiendo retroalimentación de posición, o si los sujetos siempre recibidas de realimentación de posición (grupo pF, B) y creían en la mitad de sus ensayos que estaban recibiendo retroalimentación de fuerza o cuando no se les informó acerca la naturaleza del (grupo cON, C) de la señal. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3. TMS evocado supresión EMG. Los paneles de la derecha muestran la supresión EMG durante la fuerza y la contracción controlada posición para el grupo fF (A), el grupo pF (B) y el grupo CON (C). En los tres sujetos representativos, la estimulación con subTMS resultó en una supresión de la actividad EMG que fue mayor cuando el sujeto del grupo ss creía que estaban recibiendo realimentación de posición (línea roja) en comparación con la pista donde los sujetos recibieron la fuerza de respuesta (A, línea azul), cuando el sujeto del grupo pF realidad recibido retroalimentación de la posición (línea roja) en comparación con cuando el sujeto cree que él / ella recibía la fuerza de respuesta (B, línea azul). Cuando no se proporcionó información no hubo diferencias (azul de control de fuerza, control de posición rojo) entre la supresión de EMG en los sujetos del grupo CON (C). El panel de la derecha son imágenes ampliadas de la misma EMG rastros como en el lado izquierdo de la figura resaltando la diferencia en la supresión EMG por el área sombreada de color gris. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Figura 4. Supresión TMS evocados EMG -. Los datos de grupo en el pf- (A) y los grupos FF (B), la estimulación con subTMS resultó en una supresión mayor durante la tarea de control de posición con respecto a la tarea de fuerza controlada. Cuando se dio ninguna información no hubo diferencia en la supresión EMG (C). Las barras de error indican el error estándar de la media. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
El presente estudio investigó si la interpretación de la retroalimentación aumentada influye en el tiempo a la fatiga de una contracción submáxima sostenido y el procesamiento neuronal de la corteza motora primaria. Los resultados muestran que tan pronto como los participantes interpretaron la realimentación como de realimentación de posición (en comparación con la fuerza de respuesta), el tiempo a la fatiga fue significativamente más corta y la actividad inhibidora de la corteza motora (medida como la cantidad de supresión de EMG causada por subTMS) se mayor. A medida que la tarea no cambió entre las condiciones, los resultados actuales indican diferencias en las estrategias de fuerza y de control de posición en función de la interpretación de la fuente de la retroalimentación. La mayoría de los experimentos anteriores se centraron en aspectos específicos de retroalimentación, tales como la sincronización 28 o la frecuencia de la retroalimentación 29,30 mientras que el presente estudio evaluó si la información sobre el contenido de la señal de realimentación y de este modo la interpretación de ello puede afectarcomportamiento motor.
Una limitación de este método es que no siempre es posible hacer que un TMS evocado supresión EMG en cada sujeto sin la facilitación anterior. Algunos estudios informaron que sólo era posible en 50% de los sujetos para causar la supresión EMG en ausencia de una facilitación inicial, sino que el método es, sin embargo, aceptados como una herramienta válida para la cuantificación de la inhibición cortical 24,26,34. Este es probablemente el caso cuando los umbrales para la activación de interneuronas inhibitorias y excitatorias son muy similares 25,35.
Además, es importante llevar a cabo el experimento subumbral TMS en una ocasión separada de las contracciones de fatiga. La razón es que la fatiga puede tener e influencia sobre la represión EMG significa que las diferencias entre la fuerza y la posición pueden ser difíciles de interpretar. Por un lado, esto tiene la ventaja de que mediante la separación de las mediciones, es posible to enlazar las diferencias potenciales en la supresión EMG con la interpretación de las votaciones, pero por otro lado tiene la limitación de que los resultados no pueden directamente ser vinculados a las diferencias en el tiempo a la fatiga de las contracciones sostenidas.
También es muy importante que el mismo experimentador está llevando a cabo los experimentos individuales para los sujetos no se dan cuenta de que pudieran ser engañados en el sentido de que reciben un tipo diferente de retroalimentación de lo que se les dijo.
Lo que el enfoque actual no revela es exactamente lo que causó las diferencias en el tiempo a la fatiga y las diferencias en la supresión EMG entre la fuerza y la contracción controlada posición. Durante fatiga, el número periférica, subcorticales y corticales mecanismo podrían desempeñar un papel. Para las diferencias en la supresión EMG evocadas con subTMS, es muy probable que una actividad inhibidora alterado es responsable de los resultados observados. Una forma de Test esto sería el uso de un protocolo de TMS modificado tal como la inhibición intracortical corto (SICI) ser una aplicación potencial en el futuro.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| torquemeter | LCB 130, ME-Mebsysteme, Neuendorf, Germany | Part of robotic device built for force and position recordings | |
| potentiometer | type 120574, Megatron, Putzbrunn, Germany | Part of robotic device built for force and position recordings | |
| EMG electrodes | Blue sensor P, Ambu, Bad Nauheim, Germany | ||
| TMS coil | Magstim | ||
| TMS machine | Magstim Company Ltd., Whitland, UK | ||
| Recording software | Labview-Based | custom written software |
References
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