Overdracht van het efferente kopieer (EK) signaal en re-afferente signaal tijdens actieve en passieve handbewegingen: een Somatosensorische Evoked Potential (SEP) studie

Huidige theorieën over motorische controle suggereren intensieve interactie
tussen motorische en somatosensorische gebieden. Er wordt verondersteld dat elk
motorisch commando niet alleen naar het lichaam gaat maar ook naar andere
hersengebieden, zoals de somatosensorische cortices en BA2 in het bijzonder.
Het motorische signaal dat vanuit het centrale zenuwstelsel naar het perifere
stelsel wordt verstuurd wordt een efferent signaal genoemd. Een kopie van dit
signaal dat naar de somatosensorische cortex wordt verzonden, wordt een
efferente kopie genoemd. In een vorig jaar uitgevoerde fMRI studie (Titel:
Measuring the Mirror Neuron System: A Combined EEG/fMRI Study, METC nummer:
2009/056, ABR nummer: 29796 / NL29796.042.09) hebben we m.b.v. Dynamic Causal
Modeling (DCM) gevonden dat een versterkte activiteit van het somatosensorische
gebied BA2 tijdens actie, vergeleken met passieve actie, wordt veroorzaakt door
een efferente kopie verzonden vanuit SMA naar BA2. Met de gebruikte techniek
was het echter niet mogelijk om de timing en sterkte van deze interactie
precies te kwanitificeren. In de huidige studie willen we met Somatosensorische
Evoked Potentials (SEP) kwantificeren in hoeverre de efferente kopie bijdraagt
aan het verschil tussen actieve en passieve actie.

In de huidige studie willen we met Somatosensorische Evoked Potentials (SEP)
kwantificeren in hoeverre de efferente kopie bijdraagt aan het verschil tussen
actieve en passieve actie. Onze eerste hypothese is dat tijdens het stadium van
motorische planning, het verschil in SEPs tussen een actieve en passieve taak
uitsluitend wordt veroorzaakt door de efferente kopie verzonden van SMA naar
BA2. Volgens de eigenschappen van de SEPs reflecteren de vroege componenten
subcorticale activatie en latere componenten worden verondersteld geassocieerd
te zijn met hogere niveaus van corticale verwerking. Wij veronderstellen dat de
SEPs tijdens het motorische planning stadium alleen verschilt in de latere (na
45 ms) componenten. Onze tweede hypothese is dat tijdens het knijp-actie
stadium, het verschil in SEP tussen actieve en passieve actie wordt veroorzaakt
door een combinatie van de efferente kopie en het re-afferente signaal dat
vanuit het sensorische systeem terug wordt gezonden naar het somatosensorische
gebied in het corticale systeem. Dus de SEP verschillen kunnen zowel in vroeg
als in late componenten worden gevonden.

De deelnemers zullen een dunne latex handschoen dragen aan hun rechterhand, die
verbonden is met een identieke handschoen gedragen door de experimentator. Er
zijn vier taken in deze studie: Actief, Passief en Ontspan.
Tijdens de Actieve taak worden deelnemers geïnstrueerd om zacht met hun
rechterhand te knijpen, 2 seconde per trial.
Tijdens de Passieve taak houden deelnemers hun hand ontspannen en zal de
experimentator voor hem/haar knijpen.
Tijdens de Ontspan taak houden deelnemers hun hand ontspannen gedurende de
gehele sessie.
Tijdens de Observatie taak observeren de deelnemers de experimentator die de
knijp actie uitvoert.
We zullen electrische stimuli toedienen aan de mediane zenuw in de pols van de
deelnemers terwijl ze de taken uitvoeren, en we meten het SEP signaal op de
schedel. De electrische stimuli zullen twee keer per trial worden toegediend.
Eén tijdens het motorische planning stadium en de andere tijdens de knijp
actie.

Een zwak electrisch stroompje wordt via een sonde op de huid op de mediane
zenuw in de pols toegediend. Dit kan enkele keren worden herhaald. Het geeft
een trekkend en pulserend gevoel in de pols. De duim van de deelnemer kan een
trekkende beweging maken tijdens de test. Hoewel de sensatie ongebruikelijk en
licht oncomfortabel is, ervaren de meeste mensen de test niet als pijnlijk en
de test is niet schadelijk.