運動誤差の早期検出における感覚運動領域の役割：EEGおよびTMS研究

アクションの実行はエラーになりやすく、相互作用に従事している間、私たちの脳は他者の行動から期待するものから逸脱を検出するように調整されています。以前の研究では、イベント関連のポテンシャル（ERP）は、目標の達成を妨げる行動の間違いの観察によって特異的に変調されることが示されています。ただし、複雑でモジュール式のアクションでは、埋め込まれたモーターエラーが必ずしもグローバルな目標に即座に影響を与えるとは限りません。ここでは、埋め込まれた運動目標を、馴染みのあるが訓練されていない結び目のアクションを観察するように被験者に依頼することにより、グローバルなアクション目標から分離します。埋め込まれたモーターエラー（つまり、ループの形成中にロープがボトムアップではなくトップダウンが挿入されます）の結び目がありますが、即時の間違いは生成されませんが、最終結果に強く影響する可能性があります。埋め込まれたエラーは、オブザーバー特定の初期前頭中心部（120-180ms）に誘発されることがわかりました。2番目の実験では、最初の実験で観察されたERP成分のタイミングで、中央（C3）または後頭皮（OZ）頭皮の位置を介して、エクスライテス経頭蓋磁気刺激（TMS）をオンラインで投与しました。C3刺激により、埋め込み誤差識別パフォーマンスが大幅に改善されました。これらの結果は、感覚運動領域が埋め込まれた運動誤差の早期発見に役立つことを示しています。他の人の埋め込まれたエラーは、複雑な階層的アクションプランに挿入された基本的な手がかりを提供し、アクションが最終的に失敗するかどうかを予測するためにオブザーバーによって使用される可能性があると結論付けます。

Action execution is prone to errors and, while engaged in interaction, our brain is tuned to detect deviations from what one expects from other's action. Prior research has shown that Event-Related-Potentials (ERPs) are specifically modulated by the observation of action mistakes interfering with goal achievement. However, in complex and modular actions, embedded motor errors do not necessarily produce an immediate effect on the global goal. Here we dissociate embedded motor goals from global action goals by asking subjects to observe familiar but untrained knotting actions. During knotting an embedded motor error (i.e. the rope is inserted top-down instead of bottom-up during the formation of a loop) while not producing any immediate mistake, may strongly affect the final result. We found that embedded errors elicit in the observer specific early fronto-central negativity (120-180 ms). In a second experiment, we online administered exicitatory transcranial magnetic stimulation (TMS) over central (C3) or occipital (Oz) scalp locations, at the timing of the ERP components observed in the first experiment. C3 stimulation produced a significant improvement in embedded error discrimination performance. These results show that sensorimotor areas are instrumental in the early detection of embedded motor errors. We conclude that others' embedded errors provide fundamental cues which, inserted within a complex hierarchical action plan, might be used by the observer to anticipate whether an action will eventually fail.