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Neuroscience2015May07Vol.293issue()

体性感覚フィードバックは、外部の制約に関して手の形の認識を改良します

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
概要
Abstract

CNSによって発行されたモーターコマンドは、同様のオブジェクトを使用した過去の経験、手と腕の姿勢の現在の状態、および感覚入力の記憶に基づいています。したがって、希望する姿勢または動きに合わせてモーターコマンドを基本する手の形の正確な表現を形成するために、広範囲にわたる体性感覚情報が利用可能です。この研究の目的は、独立した指の動きに対する外部の影響を反映する体性感覚情報が、運動コマンドを駆動する手形の知覚に組み込まれる程度を調べることでした。この問題に対処するために、一致するタスクが実行され、握る手の指のペアが馴染みのあるオブジェクトをつかむときにタンデムに移動するように制約されました。仮説は、モーターコマンドは、握る手からの現在の体性感覚入力によって決定される、一致する手からのオンライン感覚情報を、一致する手の体性感覚状態と比較することによって駆動されるというものでした。結果は、独立した指の動きに対する外部の制約に関して、活性化と手の姿勢の多筋肉パターンが変更されたことを実証しました。この研究の二次的な目的は、マルチマスクパターンの構造に対する感覚情報の影響を調べることでした。仮説は、同じ相乗効果(筋肉全体の活性化のパターン)がタスクを完了するために使用されるが、条件に関して再スケーリングされるというものでした。結果は、制約のない条件からのマルチ筋活動のパターンを再スケーリングすることで、制約された条件からのものを同等に表すことができないことを実証しました。したがって、独立した指の動きの外部制限は、体性感覚フィードバックによってシグナル化され、筋肉のグループの選択的活性化をもたらす運動コマンドを駆動する目的の状態に組み込まれたようです。

CNSによって発行されたモーターコマンドは、同様のオブジェクトを使用した過去の経験、手と腕の姿勢の現在の状態、および感覚入力の記憶に基づいています。したがって、希望する姿勢または動きに合わせてモーターコマンドを基本する手の形の正確な表現を形成するために、広範囲にわたる体性感覚情報が利用可能です。この研究の目的は、独立した指の動きに対する外部の影響を反映する体性感覚情報が、運動コマンドを駆動する手形の知覚に組み込まれる程度を調べることでした。この問題に対処するために、一致するタスクが実行され、握る手の指のペアが馴染みのあるオブジェクトをつかむときにタンデムに移動するように制約されました。仮説は、モーターコマンドは、握る手からの現在の体性感覚入力によって決定される、一致する手からのオンライン感覚情報を、一致する手の体性感覚状態と比較することによって駆動されるというものでした。結果は、独立した指の動きに対する外部の制約に関して、活性化と手の姿勢の多筋肉パターンが変更されたことを実証しました。この研究の二次的な目的は、マルチマスクパターンの構造に対する感覚情報の影響を調べることでした。仮説は、同じ相乗効果(筋肉全体の活性化のパターン)がタスクを完了するために使用されるが、条件に関して再スケーリングされるというものでした。結果は、制約のない条件からのマルチ筋活動のパターンを再スケーリングすることで、制約された条件からのものを同等に表すことができないことを実証しました。したがって、独立した指の動きの外部制限は、体性感覚フィードバックによってシグナル化され、筋肉のグループの選択的活性化をもたらす運動コマンドを駆動する目的の状態に組み込まれたようです。

Motor commands issued by the CNS are based upon memories of past experiences with similar objects, the current state of the hand and arm postures, and sensory input. Thus widespread somatosensory information is available to form precise representations of hand shape on which to base motor commands to match a desired posture or movement. The aim of this study was to examine the extent to which somatosensory information reflecting external influences on independent finger movement is incorporated into the perception of hand shape driving the motor command. To address this issue, a matching task was performed while pairs of fingers in the grasping hand were constrained to move in tandem when grasping familiar objects. The hypothesis was that motor commands would be driven by comparison of the online sensory information from the matching hand to a desired somatosensory state determined by the current somatosensory input from the grasping hand. The results demonstrated that multi-muscle patterns of activation and hand postures were altered with respect to the external constraint on independent finger movement. A secondary aim of this study was to examine the influence of sensory information on the structure of the multi-muscle patterns. The hypothesis was that the same synergies (patterns of activation across muscles) would be used to complete the task but would be rescaled with respect to condition. The results demonstrated that rescaling the patterns of multi-muscle activity from the unconstrained condition could not equivalently represent those from the constrained conditions. Thus it appears that external restriction of independent finger movement was signaled by somatosensory feedback and incorporated into the desired state driving the motor command resulting in selective activation of groups of muscles.

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