حصلت لويزا سارتوري على دعم منحة من جامعة ديغلي ستودي دي بادوفا، وباندو جيوفاني ستوديوزى 2011، L. n.240/2010.

لا يوجد شيء للكشف عنه.

الخطوات الأكثر أهمية في قياس التشكيل في استثارة CS في البشر أثناء مراقبة العمل هي: 1) تصميم / تصوير مقاطع الفيديو التي تحفز على ميل العمل في المراقب توقع كل من الاستجابات المحاكاة والتكميلية؛ (2) 2) تحديد الأحداث الحركية التي تميز مختلف مراحل الإجراءات النموذج إلى التحفيز TMS قفل الوقت وفقا لذلك؛ 3) تحديد الموقف الأمثل فروة الرأس لكل عضلة اليد والحفاظ على تحديد المواقع متسقة طوال التجربة؛ 4) تسجيل نشاط EMG بشكل صحيح من العضلات المحفزة.
وقد أظهرت الدراسات السابقة التي تستخدم تقنية TMS / MEP أن تنشيط corticospinal الناتجة عن مراقبة العمل لا تمتلك دائما التحيز المقلدة ولكن، اعتمادا على العوامل السياقية، يمكن أيضا تنشيط المحرك رئيس للإجراءات التكميلية29،30. وقد أظهرت دراسات TMS ذات النبض الواحد أن مراقبة تسلسل عمل من خطوتين يتم تضمين طلب تكميلي فيه يدفع إلى التحول من المحاكاة إلى الاستجابة في نشاط المشاركين القشري. هذه الدراسة يذهب خطوة أبعد من ذلك من خلال إظهار متى بالضبط التبديل يحدث ويوضح أن البشر قادرون على توقع القصد الاجتماعي للعمل من خلال مراقبة الإشارات الحركية المبكرة التي تشير إلى الحاجة / طلب استجابة تكميلية. والواقع أن المعلومات المسبقة عن الحركة كافية للمراقب لكي يستنتج النية الكامنة وراءها. ويبدو عندئذ أن الآليات التي تقوم عليها مراقبة الإجراءات مرنة وسريعة وحساسة للطلبات المعقدة المضمنة في السياقات الاجتماعية. وسوف تستمر الأبحاث المستقبلية في تحليل ما إذا كانت المعالجة متسلسلة أو متوازية. وستكون دراسات التصوير العصبي التي تستخدم نماذج مثل تلك المستخدمة هنا قادرة على زيادة توضيح هذه العملية، وتحديد الشبكات القشرية الكامنة وراء القدرة على التحول من المحاكاة إلى المعاملة بالمثل.
هذه النتائج سوف تشير أيضا إلى الطريق للتطبيقات المستقبلية لتقنيات TMS / EMG لدراسة استثارة CS ولدونة نظام المحرك. وقد أظهرت العديد من الدراسات بالفعل أن قياسات TMS لوظيفة القشرة الحركية آمنة وموثوقة ويحتمل أن تكون مفيدة في الإعداد السريري40.46. المقارنات الطولية من السعة MEP يمكن، في الواقع، توفير تقييم مباشر لآثار اللدونة القشرية الحركية.
وقد أفادت الدراسات الحديثة أن رصد العمل له تأثير إيجابي على إعادة تأهيل ما بعد السكتة الدماغية من العجز الحركي ويمكن استخدامها بشكل مفيد لإعادة تنشيط المناطق الحركية في الأفراد الذين يحتاجون إلى إعادة تأهيل التحكم الحركي47. وبالتالي، يمكن وضع استراتيجية تكميلية للعلاج بملاحظة العمل تستخدم مراقبة الإيماءات التكميلية لإعادة تنشيط المهارات الحركية الضعيفة. إذا كان السلوك الحركي، كما يبدو، نتيجة لعوامل داخلية وخارجية على حد سواء، ينبغي إدراج مراقبة العمل في بروتوكولات التدريب التي تهدف إلى إعادة تأهيل هذا النوع من المرضى. ويمكن أن تمهد مراقبة الإجراءات اليومية إلى جانب الممارسة البدنية الطريق إلى استراتيجية إعادة تأهيل أكثر فعالية. وعلاوة على ذلك، لم تستخدم حتى الآن سوى التدابير غير المباشرة مثل المقاييس الوظيفية أو الذاتية لتقييم التحسن السريري؛ في المستقبل TMS / EMG التقييم يمكن استخدامها لقياس التحسن الوظيفي في هؤلاء المرضى.
في الختام ، تحدد هذه الدراسة كيف وعند مراقبة تصرفات شخص آخر تنتج تسهيلا حركيا في عضلات المتفرج المقابلة وبأي طريقة يتم تعديل استثارة القشرية في السياقات الاجتماعية. كما يؤكد أن الإمكانات الحركية التي أثارها TMS هي مؤشرات آمنة وموثوقة لاثارة CS وتعديلها أثناء مراقبة العمل.

على مدى السنوات العشر الماضية، عدلت أبحاث علم الأعصاب إلى حد كبير النظرة التقليدية للنظام الحركي. تشير كمية كبيرة من البيانات إلى أن مراقبة حركات جسم شخص آخر ينشط التمثيل الحركي في دماغ المتفرج(على سبيل المثال1-3). وأظهرت هذه الدراسات أن القشرة الحركية للمراقب يكرر بشكل ديناميكي الإجراءات التي يتم ملاحظتها كما لو كانت تلك التي يتم تنفيذها من قبل المتفرج نفسه. التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) مفيد لتقييم استثارة القشرية (CS) بدقة زمنية عالية نسبيا من أجل تتبع تغيرات الاستثارة بينما يلاحظ شخص ما شخصا آخر يقوم بعمل ما.
المبدأ الأساسي لعمل TMS هو أن التيار الكهربائي الأولي المتغير في لفائف التحفيز ينتج مجالا مغناطيسيا متغيرا ، والذي بدوره يحفز تدفقا ثانويا للتيار الكهربائي في الموصلات القريبة - في هذه الحالة ، الأنسجة القشرية - كما ينص قانون فاراداي4. الدماغ هو موصل غير متجانس يتكون من المادة البيضاء والمادة الرمادية والسائل الشوكي الدماغي مع الموصلات 0.48 و 0.7 و 1.79 S /m ، على التوالي5. ويبين التحليل أنه لأغراض التحفيز المغناطيسي، يمكن التعامل مع الدماغ كموصل متجانس5. يتم إنتاج إزالة الاستقطاب من الخلايا العصبية بحكم التيار المستحث. في قلب العملية هو نقل تهمة عبر الغشاء العصبي بما يتناسب مع رفع إمكاناتها داخل الخلايا حوالي 30-40 mV. عند النقطة التي يتم دفع الأيونات الإيجابية إلى خلية عصبية ، فإن إمكاناتها داخل الخلايا سترتفع ، وإذا كان الارتفاع كافيا ، فإن العمل المحتمل ينتج5. كان بريوري وزملاؤه6 أول من أظهر أن التيار الضعيف يمكن أن يعدل استثارة قشرة المحرك البشري ، كما تقاس بسعة الإمكانات التي يثيرها المحرك (MEP) من TMS. وقد ركز الكثير من العمل الذي ينطوي على التحفيز المغناطيسي للقشرة الحركية البشرية ، في الواقع ، على استجابات EMG في عضلات اليد الجوهرية7. في عام 2004 كشفت أوزومي وزملاؤه8 أن spTMS على المنطقة 44 يمكن أن تقطع بسهولة حركات اليد الموجهة نحو الهدف وأنتجت المحرك أثار إمكانات من عضلات اليد. منطقة الإنسان 44 له آثار ميسرة ومثبطة على كل من حركات الإصبع منشطوتدرجي 9-10، ولها مباشرة سريع إجراء توقعات corticospinal.
أول دليل على أن استثارة CS يتم تحويرها ليس فقط خلال الحركات الطوعية ولكن أيضا أثناء مراقبة العمل تم إنتاجها من قبل فاديغا وزملاؤه في عام 19953. تم تطبيق TMS على مناطق اليد من القشريات الحركية الأولية (M1) وتم تسجيل أعضاء البرلمان الأوروبي من عضلات اليد العكسية في حين صدرت تعليمات للمتطوع لمشاهدة الحركات العابرة وغير العابرة (الأول موجه نحو الهدف ، والثاني ليس كذلك). وتبين أن اتساع أعضاء البرلمان الأوروبي المسجلين من عضلات الأوبونين وعضلات الاستثمار الأجنبي المباشر قد ازداد أثناء مراقبة إجراءات الإمساك فيما يتعلق بتلك المسجلة في ظروف المراقبة. وهكذا نشأ السؤال: هل العضلات التي يتم تسهيلها أثناء مراقبة العمل هي نفسها المستخدمة أثناء تنفيذ الإجراء؟ تم العثور على استجابات EMG في عضلات اليد المسجلة أثناء استيعاب جسم وأثناء حركات رفع الذراع لتكرار نمط أعضاء البرلمان الأوروبي الذي أثارته TMS أثناء مراقبة العمل. وقد تمكنت بعض المجموعات البحثية من تكرار هذه التجارب نفسها وصممت تجارب أخرى11-16.
أثناء مراقبة العمل ، ونظام المراقب الحركي في الممارسة العملية "صدى" مع الحركات التي لوحظت ويحاكي تحت عتبة تلك الإجراءات بطريقة متطابقة تماما. وبما أن العضلات المشاركة في المراقب هي نفسها التي يستخدمها الشخص الذي يقوم بالعمل ، فإنها تقترن مؤقتا بديناميكيات الإجراء الملاحظ. في عام 2001، أثبت جانجيتانو وزملاؤه أن نظام مطابقة مراقبة التنفيذ مرتبط بالعمل الملاحظ حتى من حيث ترميزه الزمني17. تصبح سعة MEP أكبر مع زيادة فتحة الإصبع وأصغر خلال مرحلة الإغلاق. كلارك وآخرون. 18 المنصوص عليها لتقييم خصوصية تسهيل corticospinal (CS) في حين شاهد المشاركون، وطلب منهم أن يتصوروا، أو لاحظ الإجراءات التي قيل لهم أنهم سوف تضطر إلى القيام بها في وقت لاحق. وأفاد هؤلاء المحققون بأنه لا يبدو أن هناك أي اختلافات ذات دلالة إحصائية في هذه الشروط الثلاثة.
هناك فرضيتين على الأقل تفسران تسهيل MEP الناجم عن مراقبة العمل. وفقا لأول واحد، يتم إنتاج تعزيز استثارة M1 من خلال اتصالات كورتيكو القشرية مثير. وفقا للثاني، TMS يكشف، من خلال CS نزولا وابلا، وتسهيل motoneurons (MNs). لا يمكن التمييز بين التشكيلات في اتساعات MEP الناجمة عن الاختلافات في استثارة M1 أو MNs. كما بالديسيرا وآخرون. 19 يريد التحقيق في استثارة الحبل الشوكي المرتبطة تسهيل MEP، قرروا قياس اتساع منعكس هوفمان (التي أثارها تحفيز الألياف afferent في الأعصاب الطرفية) في عضلات الساعد المرن الاصبع في حين لاحظ المتطوعون إجراءات اليد الموجهة نحو الهدف. وأفادوا بأنه في حين أن تعديل الاستثارة القشرية يقلد عن كثب الحركات التي يلاحظها المراقب نفسه، فإن استثارة الحبل الشوكي تبدو مضمرة تبادليا. واعتبر هؤلاء المحققون الأثر تعبيرا عن آلية تمنع التنفيذ العلني للإجراءات الملاحظة. تعديل الإمكانات الحركية التي أثارها TMS أثناء مراقبة العمل3,20,21 يبدو أن تكون محددة, ثم, للعضلات المشاركة في تنفيذ عمل3 ويتبع, بطريقة استباقاية22, نفس نمط التنشيط الزمني17,23. وعلى هذا المنوال، وجد أوغرسي وزملاؤه24,25 مؤخرا أن مراقبة مراحل البدء والمراحل الوسطى من إجراءات الفهم ولدت تسهيلا محركا أعلى بكثير من مراقبة مواقفهم النهائية. وكان تيسير السيارات أقصى حد بالنسبة لللقطات التي تثير الإجراءات الجارية ولكن غير المكتملة. تقدم النتائج أدلة دامغة على أن المكون الأمامي لنظام مطابقة المراقبة والتنفيذ يلعب دورا مهما في الترميز التنبؤي لسلوكيات الآخرين الحركية.
غير أنه لا يمكن إنكار أن التفاعل الناجح في العالم الحقيقي يتطلب في كثير من الأحيان إجراءات تكميلية بدلا من أن تكون محاكاة26 وأن التقليد ليس دائما استجابة فعالة أو مناسبة لمراقبة العمل. في تلك الحالات التي، على سبيل المثال، شخص ما يسلم شخص آخر قدح التي عقدت من قبل مقبضها، ونحن نعلم جميعا أن المتلقي سوف، دون تفكير، والاستيلاء على القدح مع لفتة اليد كلها (واحد فقط من شأنها أن تكون مناسبة في هذه الحالة). ولا يعرف الكثير عن كيفية التوفيق بين الميل غير المرن لمطابقة الإجراءات الملاحظة على نظامنا الحركي وطلب إعداد استجابات غير معرفية. في هذا الصدد، أظهر بعض الباحثين أن الآثار التلقائية للانعكاس يمكن إلغاؤها بعد التدريب غير المتوافق: يبدو أن ردود المرآة والمرآة المضادة تتبع نفس الوقت27,28. ومن المثير للاهتمام ، على النقيض من الدراسات السابقة ، تم استخدام أعضاء البرلمان الأوروبي المستحثين من قبل spTMS مؤخرا لتقييم التنشيط الكورتيكوسبينال العفوي في حين أن مقاطع الفيديو التي تثير إيماءات تكميلية محاكاة أو غير معرفية كانت تتم ملاحظتها ببساطة29،30. وأظهرت النتائج تحولا طبيعيا من محاكاة إلى عمل متعلق بالسياق في النشاط القشري الشوكي. وتحولت آلية مطابقة في بداية تسلسل الإجراءات إلى آلية تكميلية إذا اتضح طلب إجراء متبادل.
وبالاستفادة من هذه النتائج، صممت هذه الدراسة لتحديد الأماكن التي يحدث فيها التحول التلقائي من المحاكاة إلى المعاملة بالمثل على وجه التحديد، باستخدام تقنية TMS/MEP المشتركة، عندما تثير مراقبة العمل استجابة تكميلية. ثم تم تسجيل أعضاء البرلمان الأوروبي في خمس لحظات مختلفة من التسلسل من الاستثمار الأجنبي المباشر وعضلات اليد ADM. ونحن نفترض أن أعضاء البرلمان الأوروبي المسجلة في الوقت الذي يرى المراقب في البداية فهم كامل اليد قد تثير كل من ADM والاستثمار الأجنبي المباشر العضلات التيسير لأن هذه العضلات عادة ما يتم تجنيد لمثل هذه قبضة. وعلى العكس من ذلك، عندما تثير اللفتة الملاحظة لفتة تكميلية غير منظمة(أي PG) في المراقب، فإن أعضاء البرلمان الأوروبي المسجلين من عضلة الاستثمار الأجنبي المباشر فقط يجب أن يكشفوا عن زيادة واضحة في التنشيط. وذلك لأن PG لا يعني تجنيد العضلات ADM. كما نتوقع أنه عندما لا ينقل الإجراء الملاحظ أي معنى اجتماعي، ينبغي أن تظهر آثار تيسير متناظرة بسيطة خلال جميع تسلسل العمل.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="456">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Transcranial Magnetic Stimulator</td>
			<td style="width:115px;">Magstim</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BrainAmp MR system for EMG acquisition</td>
			<td style="width:115px;">Brain Products</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Softaxic Optic system for stereotaxic neuronavigation</td>
			<td style="width:115px;">E.M.S.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

corticospinal excitability modulation during action observation

استخدمت هذه الدراسة التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة / المحرك أثار المحتملة (TMS / MEP) تقنية لتحديد متى الميل التلقائي لتعكس عمل شخص آخر يصبح محاكاة استباقية لعمل تكميلي. تم تسليم TMS إلى القشرة الحركية الأولية اليسرى المقابلة لليد للحث على أعلى مستوى من نشاط MEP من الخاطف digiti minimi (ADM؛ العضلات التي تخدم اختطاف الإصبع الصغير) وكذلك أول عضلات الأنف عشر الظهري (FDI؛ ثني إصبع السبابة/التمديد). تم استخدام نظام التظليل العصبي للحفاظ على وضع لفائف TMS ، وتم تسجيل نشاط التصوير الكهربائي (EMG) من عضلات ADM و FDI الصحيحة. إنتاج البيانات الأصلية فيما يتعلق بالرنين الحركي، وقد اتخذت تقنية TMS /MEP مجتمعة البحوث على آلية اقتران التصور والعمل خطوة أخرى. على وجه التحديد ، فقد أجابت على أسئلة كيف وعند مراقبة تصرفات شخص آخر تنتج تسهيل الحركة في عضلات المتفرج المقابلة وبأي طريقة يتم تعديل استثارة القشرية في السياقات الاجتماعية.

تعتمد فعالية تقنية TMS/MEP في تقييم استثارة CS أثناء مراقبة الحركة على تحديد موضع فروة الرأس الأمثل لكل من عضلات ADM و FDI. يجب تطبيق الأقطاب الكهربائية السطحية في مونتاج وتر البطن ويجب أن تتوافق مع أنماط تحفيز النبض الواحد العادية.
في هذه الدراسة، تم الحصول على نتائج على عينة من ثلاثين مشاركا (22 أنثى و 8 ذكور: العمر = 21±5 سنة)، كل الحق في اليد وفقا لمعيار اليد المخزون31 ومع الرؤية العادية أو تصحيحها إلى وضعها الطبيعي. لم يكن لدى أي منهم أي موانع ل TMS32,33 ولم يتعرضوا لعدم الراحة أثناء التجربة. وقد منحت الإجراءات التجريبية المبينة هنا موافقة أخلاقية (لجنة الأخلاقيات بجامعة بادوفا) وفقا لمبادئ إعلان هلسنكي لعام 1964، وأعطى جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة.
وفقا لفرضيتنا، يجب تعديل أعضاء البرلمان الأوروبي المسجلين عندما تصبح الحاجة إلى إجراء تكميلي واضح اعتمادا على الكائن الموضوع في المقدمة. عندما يثير فنجان القهوةالرابع ميلا إلى إجراء PG ، يجب تنشيط عضلة الاستثمار الأجنبي المباشر فقط. ولكن عندما عمل النموذج نحو القدح4 th يثير WHG، ثم ينبغي العثور على كل من ADM وعضلات الاستثمار الأجنبي المباشر تنشيط. وبما أنه تم توظيف الاستثمار الأجنبي المباشر لكل من PG و WHG، لم يكن من المتوقع تعديل MEP من حيث نوع الفهم الملاحظ. أعضاء البرلمان الأوروبي التي يتم تسجيلها من يد المراقب في الوقت الذي يفهم النموذج في البداية الترمس ينبغي، علاوة على ذلك، تظهر، على سبيل المثال، تسهيل الحركة في كل من ADM وعضلات الاستثمار الأجنبي المباشر، وهذا هو العضلات المشاركة تقليديا في WHG. على العكس من ذلك، مراقبة النموذج كما تتحرك يدها نحو فنجان القهوة الرابع ينبغي أن تنتج فقط تسهيل العضلات الاستثمار الأجنبي المباشر كما أن العضلات فقط (وليس ADM) تشارك في PG.
وقد أدى رصد تسلسل عمل من خطوتين يتضمن ضمنا طلبا لحركة تكميلية إلى التحول من المحاكاة إلى الاستجابة في نشاط المتفرج القشري، وأشار، في التجارب التي أجريت، إلى متى حدث التحول بالضبط(الشكل 2).
حدث اختلاف يبشر بإجراء متبادل في أعضاء البرلمان الأوروبي ADM للمراقب في اللحظة التي بدأ فيها معصم النموذج في التحرك نحو القدح الرابع (الحالة الاجتماعية). عكسيا، حدث اختلاف يبشر بعمل محاكاة في أعضاء البرلمان الأوروبي المراقب لحظة المعصم النموذج بدأت في العودة إلى موقفها الأصلي (الشرط غير الاجتماعي، انظر الشكل 3). 10- وشارك الاستثمار الأجنبي المباشر، كما هو متوقع، مشاركة نشطة في جميع التحركات الملاحظة والإجراءات المحاكاة (انظر الشكلين 4 و5). ويبدو، إذن، من هذه النتائج أن البشر يمكن أن رمز عمل اجتماعي أو غير اجتماعي حتى قبل أن يصبح صريحا. ويمكن استنتاج أن المراقبين متناغمون مع المعلومات المتعلقة بالحركة التي تقدمها الإشارات الحركية الخفية وأنهم قادرون على استخدامها لاستباق مسار عمل في المستقبل. وخلال الجلسات التجريبية الموصوفة هنا، أظهر المشاركون أنهم قادرون على التمييز بين الإجراءات الناجمة عن الظروف الاجتماعية أو غير الاجتماعية بمجرد مراعاة الإشارات الحركية غير محسوسة تقريبا. خلال التجارب التي أجريت، كان تعديل استثارة القشرية مقياسا موثوقا وغير مباشر للقدرة على تنشيط البرامج الحركية المناسبة في سياق تفاعلي.
<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig1.jpg"> الشكل 1 - الأرقام 1- الأرقام 1 هنا يتم تخطيط تسلسل الأحداث التي تجري خلال كل تجربة. يمثل الخط المائل المستمر العرض التقديمي لمقاطع الفيديو بأكمله. تشير الخطوط الأفقية إلى النقاط الزمنية التي تم فيها تسليم نبضات TMS واحدة: في T1 (عندما تتصل يد النموذج بالكأس / القدح) ، T2 (عندما ينتهي النموذج من صب السكر / القهوة) ، T3 (عندما يبدأ النموذج في تحريك يدها بعيدا عن الكأس / القدح الثالث) ، T4 (عندما يبدأ النموذج' يد ق يبدأ في العودة إلى وضعها الأصلي أو للتحرك نحو الكأس الرابع / القدح – تعتبر بداية جديلة لفتة تكميلية), و T5 (عندما ذراع النموذج هو العودة بوضوح إلى وضعها الأصلي أو تتحرك نحو الكأس الرابع / القدح – تعتبر نهاية جديلة لفتة تكميلية). الإطارات غير الموضحة في الشكل (الوقت بين عمل النموذج لإجراء اتصال مع ملعقة السكر / الترمس والعمل من صب السكر / القهوة تم الانتهاء) ممثلة بقضبان مائلة مزدوجة.
<img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig2.jpg"> الشكل 2 - الأرقام 2- الأرقام التي تم الإطارات المستخرجة من مقاطع الفيديو التي تم تصويرها لهذه الدراسة تصاحب خطوط الرسم البياني التي تمثل وسائل السعة ل ADM لMEP العادية. ويتضح حركات الفهم الاجتماعي الكامل التي تتطلب PG وحركات قبضة الدقة الاجتماعية التي تتطلب WHG (بالأبيض والأسود على التوالي). تمثل الأشرطة الخطأ القياسي في الوسائل.
<img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig3.jpg"> الشكل 3 - الأرقام 3- الأرقام التي يمكن أن الإطارات المستخرجة من مقاطع الفيديو التي تم تصويرها لهذه الدراسة تصاحب خطوط الرسم البياني التي تمثل وسائل السعة ل ADM لMEP العادية. ويتضح حركات قبضة اليد الكاملة غير الاجتماعية التي تتطلب حركات قبضة دقيقة PG وغير اجتماعية تتطلب WHG (بالأبيض والأسود على التوالي). تمثل الأشرطة الخطأ القياسي في الوسائل.
<img alt="Figure 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig4.jpg"> الشكل 4 - الأرقام 4- الأرقام التي تم ال الإطارات المستخرجة من مقاطع الفيديو التي تم تصويرها لهذه الدراسة تصاحب خطوط الرسم البياني التي تمثل وسائل السعة الطبيعية للاستثمار الأجنبي المباشر MEP. ويتضح حركات الفهم الاجتماعي الكامل التي تتطلب PG وحركات قبضة الدقة الاجتماعية التي تتطلب WHG (بالأبيض والأسود على التوالي). تمثل الأشرطة الخطأ القياسي في الوسائل.
<img alt="Figure 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig5.jpg"> الشكل 5 - الأرقام 5- الأرقام التي تم الإطارات المستخرجة من مقاطع الفيديو التي تم تصويرها لهذه الدراسة تصاحب خطوط الرسم البياني التي تمثل وسائل السعة الطبيعية للاستثمار الأجنبي المباشر MEP. ويتضح حركات قبضة اليد الكاملة غير الاجتماعية التي تتطلب حركات قبضة دقيقة PG وغير اجتماعية تتطلب WHG (بالأبيض والأسود على التوالي). تمثل الأشرطة الخطأ القياسي في الوسائل.

Watch this Scientific Journal Video about Corticospinal Excitability Modulation During Action Observation at JoVE.com

Corticospinal Excitability Modulation During Action Observation

تم استخدام التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة أحادي النبض على القشرة الحركية الأولية ، والتظليل العصبي ، وتسجيل النشاط الكهروميوغرافي لعضلات اليد في هذه الدراسة لاستكشاف استثارة الكورتيكوسبينال بينما كان المشاركون يراقبون تسلسل العمل.

تعديل استثارة القشرية أثناء مراقبة الحركة

This study used the transcranial magnetic stimulation/motor evoked potential (TMS/MEP) technique to pinpoint when the automatic tendency to mirror someone ...

corticospinal-excitability-modulation-during-action-observation

Research

JoVE Journal

Behavior

8.7K Views.  Universita degli Studi di Padova. تم استخدام التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة أحادي النبض على القشرة الحركية الأولية ، والتظليل العصبي ، وتسجيل النشاط الكهروميوغرافي لعضلات اليد في هذه الدراسة لاستكشاف استثارة الكورتيكوسبينال بينما كان المشاركون يراقبون تسلسل العمل.

Video: Corticospinal Excitability Modulation During Action Observation

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

أفضل الممارسات الحالية الحصول على نتائج عالية الجودة بيانات EEG خلال الرنين المغناطيسي الوظيفي في وقت واحد

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

رصد EEG في وقت واحد خلال تحفيز مباشر عبر الجمجمة الحالي

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Irrelevant Stimuli and Action Control: Analyzing the Influence of Ignored Stimuli via the Distractor-Response Binding Paradigm

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are frequently used in the research on human action control. One important question in these settings is how distractor stimuli, competing with the target stimulus for a response, influence actions. The distractor-response binding paradigm can be used to investigate this influence. It is particular useful to separately analyze response retrieval and distractor inhibition effects. Computer-based experiments are used to collect the data (reaction times and error rates). In a number of sequentially presented pairs of stimulus arrays (prime-probe design), participants respond to targets while ignoring distractor stimuli. Importantly, the factors response relation in the arrays of each pair (repetition vs. change) and distractor relation (repetition vs. change) are varied orthogonally. The repetition of the same distractor then has a different effect depending on response relation (repetition vs. change) between arrays. This result pattern can be explained by response retrieval due to distractor repetition. In addition, distractor inhibition effects are indicated by a general advantage due to distractor repetition. The described paradigm has proven useful to determine relevant parameters for response retrieval effects on human action.

The distractor-response binding paradigm is described. It can be used to shed light on the influence irrelevant stimuli, competing with targets for a response, can have on human action. Both response retrieval effects and distractor inhibition effects can be analyzed within the paradigm.

المحفزات غير ذات صلة ومراقبة عمل: تحليل تأثير تجاهل المحفزات عبر افت للانتباه الاستجابة تجليد بارادايم

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are ...

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced version of the task using fMRI (functional magnetic resonance imaging). Recently, it has been shown that fNIRS can accurately record functional brain activities equivalent to those concurrently recorded with functional magnetic resonance imaging for classic psychophysical tasks and simple finger tapping paradigms. However, an often quoted benefit of fNIRS is that the technique allows for studying neural mechanisms of complex, naturalistic behaviors that are not possible using the constrained environment of fMRI. Our goal was to extend the findings of previous studies that have shown high correlation between concurrently recorded fNIRS and fMRI signals to compare neural recordings obtained in fMRI procedures to those separately obtained in naturalistic fNIRS experiments. Specifically, we developed a modified version of the dance video game Dance Dance Revolution (DDR) to be compatible with both fMRI and fNIRS imaging procedures. In this methodology we explain the modifications to the software and hardware for compatibility with each technique as well as the scanning and calibration procedures used to obtain representative results. The results of the study show a task-related increase in oxyhemoglobin in both modalities and demonstrate that it is possible to replicate the findings of fMRI using fNIRS in a naturalistic task. This technique represents a methodology to compare fMRI imaging paradigms which utilize a reduced-world environment to fNIRS in closer approximation to naturalistic, full-body activities and behaviors. Further development of this technique may apply to neurodegenerative diseases, such as Parkinson&#8217;s disease, late states of dementia, or those with magnetic susceptibility which are contraindicated for fMRI scanning.

We present a method to compare functional brain activity recorded during a naturalistic task using fNIRS with activity recorded during fMRI.

الرنين المغناطيسي الوظيفي التحقق من fNIRS القياسات خلال مهمة الطبيعي

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

Quantifying Learning in Young Infants: Tracking Leg Actions During a Discovery-learning Task

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning process. Here a method is described in which 3-4 month old infants learn a task by discovery and their leg movements are captured to quantify the learning process. This discovery-learning task uses an infant activated mobile that rotates and plays music based on specified leg action of infants. Supine infants activate the mobile by moving their feet vertically across a virtual threshold. This paradigm is unique in that as infants independently discover that their leg actions activate the mobile, the infants&#8217; leg movements are tracked using a motion capture system allowing for the quantification of the learning process. Specifically, learning is quantified in terms of the duration of mobile activation, the position variance of the end effectors (feet) that activate the mobile, changes in hip-knee coordination patterns, and changes in hip and knee muscle torque. This information describes infant exploration and exploitation at the interplay of person and environmental constraints that support task-specific action. Subsequent research using this method can investigate how specific impairments of different populations of infants at risk for movement disorders influence the discovery-learning process for task-specific action.

A method is described in which 3-4 month old infants learn a task by discovery and their leg movements are captured to quantify the learning process.

قياس التعلم في الرضع يونغ: تطبيقات تتبع الساق خلال مهمة للتعلم ديسكفري

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning ...

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

We present refined protocols that allow in vivo monitoring of motor unit function in the mouse. Techniques to measure compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) in the mouse hind limb muscles innervated by the sciatic nerve are described.

وحدة للسيارات الكهربية عدد التقدير (المناعية) قياس إمكانية مجمع العضلات عمل (CMAP) في عضلات الفأر Hindlimb

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, NEBS can be applied transcranially either as direct current stimulation (tDCS) or alternating current stimulation (tACS). These stimulation types exert time-, dose- and in the case of tDCS polarity-specific effects on motor function and skill learning in healthy subjects. Lately, tDCS has been used to augment the therapy of motor disabilities in patients with stroke or movement disorders. This article provides a step-by-step protocol for targeting the primary motor cortex with tDCS and transcranial random noise stimulation (tRNS), a specific form of tACS using an electrical current applied randomly within a pre-defined frequency range. The setup of two different stimulation montages is explained. In both montages the emitting electrode (the anode for tDCS) is placed on the primary motor cortex of interest. For unilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the contralateral forehead while for bilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the opposite primary motor cortex. The advantages and disadvantages of each montage for the modulation of cortical excitability and motor function including learning are discussed, as well as safety, tolerability and blinding aspects.

Non-invasive electrical brain stimulation can modulate cortical function and behavior, both for research and clinical purposes. This protocol describes different brain stimulation approaches for modulation of the human motor system.

غير الغازية الكهربائية تحفيز الدماغ التنسيقات لالتحوير من وظيفة موتور الإنسان

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

Combining Multiple Data Acquisition Systems to Study Corticospinal Output and Multi-segment Biomechanics

Transcranial magnetic stimulation techniques allow for an in-depth investigation into the neural mechanisms that underpin human behavior. To date, the use of TMS to study human movement, has been limited by the challenges related to precisely timing the delivery of TMS to features of the unfolding movement and, also, by accurately characterizing kinematics and kinetics. To overcome these technical challenges, TMS delivery and acquisition systems should be integrated with an online motion tracking system. The present manuscript details technical innovations that integrate multiple acquisition systems to facilitate and advance the use of TMS to study human movement. Using commercially available software and hardware systems, a step-by-step approach to both the hardware assembly and the software scripts necessary to perform TMS studies triggered by specific features of a movement is provided. The approach is focused on the study of upper limb, planar, multi-joint reaching movements. However, the same integrative system is amenable to a multitude of sophisticated studies of human motor control.

The use of transcranial magnetic stimulation (TMS) to study human motor control requires the integration of data acquisition systems to control TMS delivery and simultaneously record human behavior. The present manuscript provides a detailed methodology for integrating data acquisition systems for the purpose of investigating human movement via TMS.

الجمع بين أنظمة الحصول على البيانات متعددة لدراسة الإخراج القشري ومتعدد القطاعات الميكانيكا الحيوية

Transcranial magnetic stimulation techniques allow for an in-depth investigation into the neural mechanisms that underpin human behavior. To date, the use ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

تسجيل كهربية المتزامنة خلال الجمجمة التيار المتردد تحفيز (جان التقييم التقني)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children's Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact with people around them. Head-mounted eye tracking offers a unique opportunity to capture children's dynamic egocentric views and how they allocate visual attention within those views. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for researchers using head-mounted eye trackers in both laboratory and more naturalistic settings. Head-mounted eye tracking complements other experimental methods by enhancing opportunities for data collection in more ecologically valid contexts through increased portability and freedom of head and body movements compared to screen-based eye tracking. This protocol can also be integrated with other technologies, such as motion tracking and heart-rate monitoring, to provide a high-density multimodal dataset for examining natural behavior, learning, and development than previously possible. This paper illustrates the types of data generated from head-mounted eye tracking in a study designed to investigate visual attention in one natural context for toddlers: free-flowing toy play with a parent. Successful use of this protocol will allow researchers to collect data that can be used to answer questions not only about visual attention, but also about a broad range of other perceptual, cognitive, and social skills and their development.

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children&#039;s Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children do not passively observe the world, but rather actively explore and engage with their environment. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for using head-mounted eye trackers to record infants' and toddlers' dynamic visual environments and visual attention in the context of natural behavior.

نظرات في العمل: تتبع محمولة على رأس العين لدينامية الانتباه البصري للأطفال خلال سلوك طبيعي

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact ...