Post-switching beta synchronization reveals concomitant sensory

Etienne Sallard, Jessica Tallet, Gregor Thut, Marie-Pierre Deiber, Jérôme Barral

 

Post-switching beta synchronization reveals concomitant sensory
reafferences and active inhibition processes (2014)

 

움직임 이후 나타나는 베타 동기화(PMBS)가 능동 억제 그리고 재구심성 감각을 포함한다는 것은 잘 알려져있다. 본 연구의 목적은 여러 사지의 협조적 과제를 하는 동안 나타나는 PMBS의 시간적, 공간적 역동성을 검증하는 것이다. 우리는 시간-주파수 그리고 전류원 추정을 통해서 전환-이후 베타 동기화를 실험했다. 대상자들은(n=17) 청각자극에 맞춰진 양손 두드리기를 시작했다. 1500ms 준비기간 이후 오른손 두드리기를 유지하고 왼손은 멈추는 것(switch condition: SWIT) 또는 양손 두드리기(continue condition: CONT)를 지속하는 것을 요구받았다. PMBS는 CONT와 비교해서 오른쪽 중앙 영역(14-30Hz)에서 그리고 왼쪽 중앙 영역(22-26Hz)에서 최대 차이를 보이는 유의한 증가를 나타내었다. 전류원 추정은 이들 효과에 대해서 각각 

Rt pre-frontal cortex와 Lt.parietal cortex에 위치하였다. 부적인 상관관계는 SWIT과제에서 낮은 오류율을 보인 대상자들이 Rt. parietal frontal cortices에서 큰 PMBS를 나타내는 것으로 보였다. 본 연구는 다양한 뇌 영역과 주파수 영역에서 각기 다른 기능을 가지는 동시다발적인 PMBS를 처음으로 보여준다. 제한된 범위의 22-26Hz Lt.parietal PMBS는 손의 전환에 의해서 차단된 오른손 두드리기의 재구심성 감각을 반영할 수 있다. 대조적으로 광대역의 14-30Hz에서 Rt.pre-frontal PMBS는 멈춰진 왼손의 활성억제를 반영할 것이다. 마지막으로 PMBS의 행동 수행과 크기 사이의 상관관계는 진동이 성공적 활성의 억제에 대한 지표로 사용될 수 있다는 것을 제시한다.

 

운동 준비와 실행 단계 동안 알파와 베타 리듬의 동기화가 감소되고(ERD) 난 다음에 일단 운동이 완료되고 나면(ERS 또는 PMBS) 동기화가 증가된다.

PMBS는 재구심성 감각처리 보다는 운동계획(억제처리)의 종결과 더 밀접한 관련이 있을 것이다.

PMBS는 전적으로 운동의 종료 후에 관찰될 뿐 아니라 준비된 행위를 억제하는 동안에도 관찰되었다.

 

가설: 재구심성 감각은 지속적으로 두드리기를 하고 있는 손의 대측 감각운동 영역에서 PMBS가 나타나고, 반면에 활성의 억제 처리는 운동영역에서 동측 PMBS를 만들어 내는 멈춘 손과 관계되어 나타날 것이다.

 

 

 

 

 

우리는 동측 PMBS에 대한 광범위한 주파수 범위의 연속적 주기가 두드리기 전환이후 전체의 기간동안 왼쪽 시지를 멈추게 하는 것에 포함되는 능동억제처리와 관련 된다고 제시한다.

전환과제이후 능동억제가 앞선 과제에서 시지의 어떠한 원하지 않는 움직임도 일어나지 않게 방지할 수 있도록 상관없는 움직임의 표상을 한다.

PMBS의 발화는 전체 운동처리의 종결과 관련있는 것이지 각 운동프로그램의 종결과 관련있는 것이 아니다.

 

PMBS의 크기정도는 선택적 억제 효율성과 관련된다.

Inferior and superior parietal lobule 은 대상자가 반대의 움직임을 할 때 또는 의도된 움직임을 전환할 때 활성되는 것으로 보여진다.

 

6. Conclusion

 

본 연구는 운동 전환 과제를 하는 동안 식별되는 뇌영역, 주기, 주파수범위에서 동시에 나타나는 PMBS를 처음으로 보여준다. 우리는 PMBS가 능동 억제와 감각의 재구심성 처리를 수반하는 것에 동시에 반응한다는 것을 주장한다. Lt. Parietal cortex에서 PMBS는 아마도 규칙적 리듬을 유지시기키 위하여 과제의 전환에 의해서 차단된 오른 손 두드리기의 재구심성 감각(bottom-up control)을 반영할 것이다. Rt. frontal and parietal cortices에서 PMBS는 오른손 두드리기와 간섭을 방지하기 위하여 멈춰진 왼손의 지속적 능동 억제를 반영할 것이다. 더군다나, 우리는 PMBS의 크기정도를 통한 능동 억제의 지표를 증거로 내세웠다. 전체적으로 우리는 양손을 이용한 전환과제가 post-movement beta synchronization의 식별된 기능적 측면을 드러내기에 적절한 패러다임이다는 결론을 내린다.