Kortikomuskulární koherence - Corticomuscular coherence

Kortikomuskulární koherence se týká synchronizace v nervové aktivitě mozkových kortikálních oblastí a svalu. Nervové aktivity jsou zachyceny elektrofyziologickými záznamy z mozku (např. EEG, MEG, ECoG atd.) a sval (EMG ). Jedná se o metodu ke studiu nervové kontroly pohybu.

Fyziologie

Kortikomuskulární koherence byla původně hlášena mezi MEG a EMG [1] a je široce studován mezi EMG a EEG, MEG, atd.

Počátky kortikomuskulární koherence se zdají být komunikací v kortikospinálních drahách mezi primární motorickou kůrou a svaly. Zatímco role sestupných kortikomuskulárních drah při generování koherence je jasnější, role vzestupných senzorických spinokortikálních drah je méně jistá.

Kortikomuskulární koherence byla obzvláště zajímavá v pásmu alfa (asi 10 Hz), v pásmu Beta (15–30 Hz) a v pásmu gama (35–60 Hz).

Matematika a statistika

Je třeba použít klasický a běžně používaný přístup k posouzení synchronizace mezi neurálními signály Soudržnost.[2]

Statistická významnost koherence je zjištěna jako funkce počtu datových segmentů za předpokladu normálního rozdělení signálů.[3] Alternativně lze použít neparametrické techniky, jako je bootstrapping.

Výpočtové modely

Modelování kortikomuskulární koherence.[4] (a) Výkonové spektrum simulovaného potenciálu místního pole; (b) Výkonové spektrum simulovaného elektromyogramu. (c) Simulovaná kortikomuskulární koherence. (d) Údaje o lidské kortikomuskulární koherenci.

Kortikomuskulární koherence byla simulována na modelech[4][5] které předpokládají, že motorické příkazy jsou zakódovány v prostorovém vzoru vzorů synchronizace beta pásma v mozkové kůře. Specifické vzory kortikální oscilace lze prostorově filtrovat dendritickými trny kortikospinálních vláken, aby se selektivně formoval sestupný pohon k motoneuronům v míše. Kortikální oscilace lze tedy převést na stálé svalové síly, které jsou udržovány po celou dobu oscilačního vzoru. Přestože oscilace slouží pouze jako nosič pro motorické ovládání, slabé stopy oscilace beta se stále přenášejí do svalu. Tyto stopy se jeví jako slabé úrovně koherence beta pásmového kortikomuskluáru, které jsou konzistentní s těmi pozorovanými ve fyziologii.[6]

Viz také

Reference

  1. ^ Conway, B. A., Halliday, D. M., Farmer, S. F., Shahani, U., Maas, P., Weir, A. I., & Rosenberg, J. R. (1995). Synchronizace mezi motorickou kůrou a spinálním motoneuronálním fondem během plnění udržované motorické úlohy u člověka. J Physiol, 489 (Pt 3), 917–924. http://doi.org/10.1113/jphysiol.1995.sp021104
  2. ^ Halliday DM, Rosenberg JR, Amjad AM, Breeze P, Conway BA, Farmer SF (1995). „Rámec pro analýzu smíšených dat časových řad / procesních dat - teorie a aplikace na studium fyziologického třesu, výbojů jedné motorové jednotky a elektromyogramů“. Pokrok v biofyzice a molekulární biologii. 64 (2–3): 237–278. doi:10.1016 / S0079-6107 (96) 00009-0. PMID  8987386.
  3. ^ Halliday, D. M. a Rosenberg, J. R. (1999). Analýza časových a frekvenčních domén dat špičkového vlaku a časových řad. In Moderní techniky ve výzkumu neurovědy (str. 503–543). Springer. Citováno z http://doi.org/10.1007/978-3-642-58552-4_18
  4. ^ A b Heitmann S, Boonstra T, Gong P, Breakspear M, Ermentrout B (2015). "Rytmy stabilního držení těla: Motorické příkazy jako prostorově organizované oscilační vzory". Neuropočítání. 170: 3–14. doi:10.1016 / j.neucom.2015.01.088.
  5. ^ Heitmann S, Boonstra T, Breakspear M (2013). „Dendritický mechanismus pro dekódování cestujících vln: principy a aplikace v motorické kůře“. PLOS výpočetní biologie. 9 (10): e1003260. Bibcode:2013PLSCB ... 9E3260H. doi:10.1371 / journal.pcbi.1003260. PMC  3814333. PMID  24204220.
  6. ^ Baker SN, Kilner JM, Pinches RN, Lemon RN (1999). Msgstr "Role synchronizace a oscilací na výstupu motoru". Experimentální výzkum mozku. 128 (1): 109–117. doi:10,1007 / s002210050825. PMID  10473748. S2CID  13533875.

externí odkazy