Un paradigme cible émergent pour évoquer des réponses visuomotrices rapides sur les muscles des membres supérieurs humains

Summary

Présenté ici est un paradigme comportemental qui suscite des réponses visuomotrices rapides robustes sur les muscles des membres supérieurs humains au cours des portées visuellement guidées.

Abstract

Pour atteindre un objet vu, l’information visuelle doit être transformée en commandes motrices. Les informations visuelles telles que la couleur, la forme et la taille de l’objet sont traitées et intégrées dans de nombreuses zones du cerveau, puis finalement relayées à la périphérie motrice. Dans certains cas, une réaction est nécessaire aussi vite que possible. Ces transformations visuomotrices rapides, et leurs substrats neurologiques sous-jacents, sont mal comprises chez l’homme car elles n’ont pas de biomarqueur fiable. Les réponses verrouillées par stimulus (REFLEX) sont de courtes latences (<100 ms) des éclats d’activité électromyographique (EMG) représentant la première vague de recrutement musculaire influencée par la présentation visuelle de stimulus. Les reflex fournissent une production quantifiable de transformations visuomotrices rapides, mais les reflex n’ont pas été observés de façon constante chez tous les sujets dans des études antérieures. Nous décrivons ici un nouveau paradigme comportemental mettant en vedette l’émergence soudaine d’une cible en mouvement sous un obstacle qui évoque constamment des reflex robustes. Les participants humains ont généré des portées visuellement guidées vers ou loin de la cible émergente à l’aide d’un manipulandum robotique tandis que les électrodes de surface enregistrait l’activité EMG du muscle majeur pectoralis. Par rapport aux études précédentes qui ont étudié les reflex à l’aide de stimuli statiques, les reflex évoqués avec ce paradigme cible émergent étaient plus grands, ont évolué plus tôt et étaient présents chez tous les participants. Les temps de réaction de portée (TR) ont également été accélérés dans le paradigme cible émergent. Ce paradigme offre de nombreuses possibilités de modification qui pourraient permettre une étude systématique de l’impact de diverses manipulations sensorielles, cognitives et motrices sur les réponses visuomotrices rapides. Dans l’ensemble, nos résultats démontrent qu’un paradigme cible émergent est capable d’évoquer constamment et vigoureusement l’activité au sein d’un système visuomotor rapide.

Introduction

Lorsque nous remarquons un message sur notre téléphone cellulaire, nous sommes invités à effectuer une portée visuellement guidée pour prendre notre téléphone et lire le message. Les caractéristiques visuelles telles que la forme et la taille du téléphone sont transformées en commandes motrices nous permettant d’atteindre l’objectif avec succès. De telles transformations visuomotrices peuvent être étudiées dans des conditions de laboratoire, ce qui permet un degré élevé de contrôle. Toutefois, il existe des scénarios où le temps de réponse est important, par exemple, attraper le téléphone s’il devait tomber. Les études en laboratoire sur les comportements visuomotrice....

Protocol

Toutes les procédures ont été approuvées par le Conseil d’éthique de la recherche en sciences de la santé de l’Université Western Ontario. Tous les participants ont fourni un consentement éclairé, ont été payés pour leur participation et étaient libres de se retirer de l’expérience à tout moment.

1. Préparation des participants

REMARQUE : Un petit échantillon de jeunes participants en bonne santé a été étudié (3 femmes, 2 hommes; âge moyen : 26 ans +/- 3,5 ans). Tous les participants étaient droitiers et avaient une vision normale ou corrigée à la normale, sans troubles visuels, neurologiques ou musculo-squelettiqu....

Results

Stimulus réponses verrouillées (Reflex) sont de brèves rafales de temps d’activité musculaire verrouillé au début de stimulus qui évoluent bien avant la plus grande volée de recrutement musculaire associée à l’apparition du mouvement. La nature verrouillée du Reflex a produit un « baguage » de l’activité musculaire visible à ~ 100 ms lors de la visualisation de tous les essais triés pour le temps de réaction (RT) (Figure 1a, mis en évidence par des boîtes grises). Comme le montre

Discussion

Les humains ont une capacité remarquable, en cas de besoin, de générer des actions rapides et visuellement guidées à des latences qui approchent des retards de conduction minimaux et éfferents. Nous avons précédemment décrit les réponses verrouillées par stimulus (REFLEX) sur le membre supérieur comme une nouvelle mesure pour les réponses visuomotrices^{rapides 6,9,10}. Bien qu’ils aient été bénéfiques pour fournir une référence d’.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Bagnoli-8 Ordinateur de bureau Surface EMG Système	Delsys Inc.		Un autre appareil de préhension peut être utilisé
Kinarm End-Point Robot	Kinarm, Kingston, Ontario, Canada		Un autre appareil de préhension peut être utilisé
MATLAB (version R2016a) Applications Stateflow et Simulink	The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, États-Unis
Projecteur PROPixx	VPIXX Saint-Bruno, QC, Canada		Il s’agit d’un addon personnalisé pour le Kinarm. D’autres affichages peuvent être utilisés. Résolution : 1920 x 1080. Des moniteurs de visualisation standard peuvent également être utilisés.