Suppr超能文献

背侧与腹侧运动前皮层对初级运动皮层输出的不同调节作用。

Contrasting Modulatory Effects from the Dorsal and Ventral Premotor Cortex on Primary Motor Cortex Outputs.

作者信息

Côté Sandrine L, Hamadjida Adjia, Quessy Stephan, Dancause Numa

机构信息

Département de Neurosciences, Faculté de Médecine, and.

Groupe de Recherche sur le Système Nerveux Central, Université de Montréal, Montréal, Québec, Canada H3C 3J7.

出版信息

J Neurosci. 2017 Jun 14;37(24):5960-5973. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0462-17.2017. Epub 2017 May 23.

Abstract

The dorsal and ventral premotor cortices (PMd and PMv, respectively) each take part in unique aspects for the planning and execution of hand movements. These premotor areas are components of complex anatomical networks that include the primary motor cortex (M1) of both hemispheres. One way that PMd and PMv could play distinct roles in hand movements is by modulating the outputs of M1 differently. However, patterns of effects from PMd and PMv on the outputs of M1 have not been compared systematically. Our goals were to study how PMd within the same (i.e., ipsilateral or iPMd) and in the opposite hemisphere (i.e., contralateral or cPMd) can shape M1 outputs and then compare these effects with those induced by PMv. We used paired-pulse protocols with intracortical microstimulation techniques in sedated female cebus monkeys while recording EMG signals from intrinsic hand and forearm muscles. A conditioning stimulus was delivered in iPMd or cPMd concurrently or before a test stimulus in M1. The patterns of modulatory effects from PMd were compared with those from PMv collected in the same animals. Striking differences were revealed. Conditioning stimulation in iPMd induced more frequent and powerful inhibitory effects on M1 outputs compared with iPMv. In the opposite hemisphere, cPMd conditioning induced more frequent and powerful facilitatory effects than cPMv. These contrasting patterns of modulatory effects could allow PMd and PMv to play distinct functions for the control of hand movements and predispose them to undertake different, perhaps somewhat opposite, roles in motor recovery after brain injury. The dorsal and ventral premotor cortices (PMd and PMv, respectively) are two specialized areas involved in the control of hand movements in primates. One way that PMd and PMv could participate in hand movements is by modulating or shaping the primary motor cortex (M1) outputs to hand muscles. Here, we studied the patterns of modulation from PMd within the same and in the opposite hemisphere on the outputs of M1 and compared them with those from PMv. We found that PMd and PMv have strikingly different effects on M1 outputs. These contrasting patterns of modulation provide a substrate that may allow PMd and PMv to carry distinct functions for the preparation and execution of hand movements and for recovery after brain injury.

摘要

背侧和腹侧运动前皮质(分别为PMd和PMv)各自在手部运动的计划和执行的独特方面发挥作用。这些运动前区是复杂解剖网络的组成部分,该网络包括两个半球的初级运动皮质(M1)。PMd和PMv在手部运动中发挥不同作用的一种方式可能是对M1的输出进行不同的调节。然而,尚未系统比较PMd和PMv对M1输出的影响模式。我们的目标是研究同侧(即同侧PMd或iPMd)和对侧半球(即对侧PMd或cPMd)内的PMd如何塑造M1输出,然后将这些影响与PMv所诱导的影响进行比较。我们在麻醉的雌性僧帽猴中使用配对脉冲方案和皮质内微刺激技术,同时记录手部固有肌和前臂肌肉的肌电图信号。在M1中的测试刺激之前或同时,在iPMd或cPMd中施加条件刺激。将PMd的调节作用模式与在同一只动物中收集的PMv的调节作用模式进行比较。结果显示出显著差异。与同侧PMv相比,同侧PMd中的条件刺激对M1输出诱导更频繁、更强烈的抑制作用。在对侧半球中,对侧PMd条件刺激比同侧PMv诱导更频繁、更强烈的易化作用。这些相反的调节作用模式可能使PMd和PMv在手部运动控制中发挥不同的功能,并使它们在脑损伤后的运动恢复中承担不同的、也许有些相反的作用。背侧和腹侧运动前皮质(分别为PMd和PMv)是灵长类动物中参与手部运动控制的两个特殊区域。PMd和PMv参与手部运动的一种方式可能是调节或塑造初级运动皮质(M1)对手部肌肉的输出。在这里,我们研究了同侧和对侧半球内的PMd对M1输出的调节模式,并将它们与PMv的调节模式进行比较。我们发现PMd和PMv对M1输出有显著不同的影响。这些相反的调节模式提供了一种基础,可能使PMd和PMv在手部运动的准备和执行以及脑损伤后的恢复中发挥不同的功能。

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