Quelle: Laboratorien der Jonas T. Kaplan und der Sarah I. Gimbel-Universität von Südkalifornien

Ein Prinzip des Gehirns Organisation ist die topographische Zuordnung der Informationen. Angrenzende Regionen des Gehirns tendenziell vor allem in sensorischen und motorischen Cortex Informationen aus angrenzenden Teilen des Körpers, Karten des Körpers ausgedrückt auf der Oberfläche des Gehirns darstellen. Die primären sensorischen und motorischen Karten im Gehirn umgeben einen prominenten Sulcus, bekannt als die zentralen Sulcus. Der Kortex anterior der zentralen Sulcus ist bekannt als die precentral Gyrus und enthält den primären motorischen Kortex, während die Rinde nach den zentralen Sulcus als die postcentral Gyrus bekannt ist und die primären sensorischen Kortex (Abbildung 1 enthält).

Abbildung 1: sensorische und motorische Karten rund um die zentralen Sulcus. Primärbewegungsrinde, enthält eine motor Karte des Körpers Effektoren ist anterior der zentralen Sulcus, in die precentral Gyrus des Stirnhirns. Die primären somesthetic (sensorische) Cortex, die Berührungs-, Schmerz- und Temperaturinformationen aus den äußeren Teilen des Körpers erhält, liegt im postcentral Gyrus des parietalen Lappens nach der zentralen Sulcus.

In diesem Experiment wird funktionelle Neuroimaging verwendet, um den motor Karte in der precentral Gyrus demonstrieren. Diese Karte wird oft genannt, die motorischen Homunculus, das ist lateinisch für "kleiner Mann," weil es ist, als ob es ist eine kleine Version eines selbst ist in diesem Teil des Gehirn einer Person vertreten. Eine interessante Eigenschaft dieser Karte ist, dass mehr kortikalen Raum gewidmet Körperteile erfordern feinere Kontrolle, wie die Hände und Mund, was unverhältnismäßig Darstellung dieser Fortsätze in der Hirnrinde führt. Auch sind die Neuronen, die der rechten Seite des Körpers steuern aufgrund der Anatomie des motorischen Systems, im linken primären motorischen Kortex und umgekehrt. Daher, wenn ein Teilnehmer an dem Experiment aufgefordert wird, ihre Rechte Hand oder Fuß zu bewegen, wird eine erhöhte Aktivierung auf ihrer linken precentral Gyrus erwartet.

In diesem Experiment werden die Teilnehmer gebeten, ihre Hände und Füße, auf der linken und rechten Seiten abwechselnd bewegen, während ihre Hirnaktivität mit fMRT gemessen wird. Da die fMRT-Signal auf Veränderungen im Blut Sauerstoffversorgung, die langsam im Vergleich zu den Bewegungen, die machen die Teilnehmer sind, die Zeiten der Bewegung sind getrennt, mit Zeiten der Stille, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Bedingungen voneinander und von der ruhenden Grundlinie unterschieden werden können. Um präzises Timing der Bewegungen zu erreichen, werden Teilnehmer dazu, wann beginnt und endet jede Bewegung mit einer visuellen Hinweis angewiesen. Die Methoden in diesem Video sind ähnlich denen von mehreren fMRI-Studien, die Somatotopy im primären motorischen Kortex unter Beweis gestellt haben. ^1,2

1. 20 Teilnehmer zu rekrutieren.

1. Bestätigen Sie, dass die Teilnehmer keine Geschichte der neurologische oder psychische Störungen haben.
2. Bestätigen Sie, dass die Teilnehmer alle Rechtshänder mit der Händigkeit Fragebogen sind.
3. Um sicherzustellen, dass die Teilnehmer die optischen Eindrücke richtig sehen können, stellen Sie sicher sie haben normal oder korrigierte zu normalem Sehvermögen.
4. Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer kein Metall in ihrem Körper haben. Dies ist eine wich

In diesem Experiment Maßen die Forscher Hirnaktivität mit fMRT, während Teilnehmer ihre Hände oder Füße bewegt. Statistische Analyse der Veränderungen des Blutflusses wird durch verschiedene Farben auf der Oberfläche des Gehirns standard Atlas dargestellt. Die Farben kennzeichnen die Voxel, deren zeitlicher Verlauf am besten den prognostizierten zeitlichen Verlauf für einen bestimmten Zustand abgestimmt.

Die Ergebnisse ...

Diese Ergebnisse zeigen die Somatotopic oder Körper-mapped Organisation des menschlichen Primärbewegungsrinde. Diese Zuordnung hat Auswirkungen auf wie Schädigung des Gehirns Verkehr betrifft. Z. B. Schäden an der linken precentral Gyrus führt zu Schwierigkeiten bei der Umstellung von der rechten Seite des Körpers, und bestimmte Teile des primären motorischen Kortex betroffen können zu Problemen bei der Kontrolle von bestimmten Teilen des Körpers führen. Jedoch ist es auch wichtig zu beachten, dass der primäre...

1. Lotze, M., et al. fMRI evaluation of somatotopic representation in human primary motor cortex. Neuroimage 11, 473-481 (2000).
2. Rao, S.M., et al. Somatotopic mapping of the human primary motor cortex with functional magnetic resonance imaging. Neurology 45, 919-924 (1995).
3. Velliste, M., Perel, S., Spalding, M.C., Whitford, A.S. & Schwartz, A.B. Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding. Nature 453, 1098-1101 (2008).