So sánh hoạt động não giữa hình ảnh vận động và tác vụ quay phần tay trong tâm trí: một nghiên cứu chụp cộng hưởng từ chức năng

Springer Science and Business Media LLC - Tập 12 - Trang 1596-1606 - 2018
Hiroyuki Hamada1,2, Daisuke Matsuzawa1,2,3, Chihiro Sutoh1,2, Yoshiyuki Hirano2,3, Sudesna Chakraborty3, Hiroshi Ito2, Hiroshi Tsuji4, Takayuki Obata2,3,5, Eiji Shimizu1,2,3
1Department of Cognitive Behavioral Physiology, Graduate School of Medicine, Chiba University, Chiba, Japan
2Department of Molecular Imaging and Theranostics, National Institute of Radiological Sciences, QST, Chiba, Japan
3Research Center for Child Mental Development, Chiba University, Chiba, Japan
4National Institute of Radiological Sciences, QST, Chiba, Japan
5Research Center for Charged Particle Therapy, National Institute of Radiological Sciences, Chiba, Japan

Tóm tắt

Hình ảnh vận động (MI) đã được coi là hiệu quả trong việc học và thực hành các chuyển động trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, khi đánh giá hiệu quả của kỹ thuật này, người đánh giá không có cách nào để đánh giá quá trình hình ảnh vận động của người tham gia. Như một lựa chọn thay thế, chúng tôi đã khám phá một nhiệm vụ quay phần cơ thể trong tâm trí, trong đó người đánh giá có thể ước lượng động lực và khả năng duy trì sự chú ý của người tham gia thông qua kết quả được chấm điểm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi nhằm điều tra khả năng ứng dụng của nhiệm vụ quay trong tâm trí (MRot) và sử dụng fMRI để so sánh hoạt động não trong nhiệm vụ MRot với hoạt động não trong nhiệm vụ MI ở những tình nguyện viên khỏe mạnh. Các tín hiệu phụ thuộc vào mức độ oxy trong máu tăng lên đã được quan sát đồng thời ở các khu vực tiền động và vùng động bổ sung trong quá trình thực hiện cả hai nhiệm vụ MI và MRot. Các phát hiện của chúng tôi gợi ý rằng MRot có thể là một sự thay thế cho MI.

Từ khóa

#hình ảnh vận động #quay phần cơ thể trong tâm trí #nhiệm vụ MRot #chụp cộng hưởng từ chức năng #hoạt động não

Tài liệu tham khảo

Aminoff, E. M., Kveraga, K., & Bar, M. (2013). The role of the parahippocampal cortex in cognition. Trends Cogn Sci, 17(8), 379–390. https://doi.org/10.1016/j.tics.2013.06.009. Bracci, S., Caramazza, A., & Peelen, M. V. (2015). Representational Similarity of Body Parts in Human Occipitotemporal Cortex. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience, 35(38), 12977–12985. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.4698-14.2015. de Lange, F. P., Hagoort, P., & Toni, I. (2005). Neural topography and content of movement representations. Journal of cognitive neuroscience, 17(1), 97–112. https://doi.org/10.1162/0898929052880039. Decety, J., Jeannerod, M., Germain, M., & Pastene, J. (1991). Vegetative response during imagined movement is proportional to mental effort. Behavioural brain research, 42(1), 1–5. Ehrsson, H. H., Geyer, S., & Naito, E. (2003). Imagery of voluntary movement of fingers, toes, and tongue activates corresponding body-part-specific motor representations. Journal of neurophysiology, 90(5), 3304–3316. https://doi.org/10.1152/jn.01113.2002. Fiorio, M., Tinazzi, M., Ionta, S., Fiaschi, A., Moretto, G., Edwards, M. J., et al. (2007). Mental rotation of body parts and non-corporeal objects in patients with idiopathic cervical dystonia. Neuropsychologia, 45(10), 2346–2354. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2007.02.005. Guillot, A., Tolleron, C., & Collet, C. (2010). Does motor imagery enhance stretching and flexibility? Journal of sports sciences, 28(3), 291–298. https://doi.org/10.1080/02640410903473828. Hanakawa, T., Dimyan, M. A., & Hallett, M. (2008). Motor planning, imagery, and execution in the distributed motor network: a time-course study with functional MRI. Cerebral cortex, 18(12), 2775–2788. https://doi.org/10.1093/cercor/bhn036. Hetu, S., Gregoire, M., Saimpont, A., Coll, M. P., Eugene, F., Michon, P. E., & Jackson, P. L. (2013). The neural network of motor imagery: an ALE meta-analysis. Neurosci Biobehav Rev, 37(5), 930–949. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2013.03.017. Hlustik, P., Solodkin, A., Gullapalli, R. P., Noll, D. C., & Small, S. L. (2002). Functional lateralization of the human premotor cortex during sequential movements. Brain and cognition, 49(1), 54–62. https://doi.org/10.1006/brcg.2001.1483. Ionta, S., & Blanke, O. (2009). Differential influence of hands posture on mental rotation of hands and feet in left and right handers. Experimental brain research, 195(2), 207–217. https://doi.org/10.1007/s00221-009-1770-0. Jeannerod, M. (2001). Neural simulation of action: a unifying mechanism for motor cognition. NeuroImage, 14(1 Pt 2), S103–S109. https://doi.org/10.1006/nimg.2001.0832. Kawamichi, H., Kikuchi, Y., & Ueno, S. (2007). Spatio-temporal brain activity related to rotation method during a mental rotation task of three-dimensional objects: an MEG study. NeuroImage, 37(3), 956–965. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2007.06.001. Kosslyn, S. M., DiGirolamo, G. J., Thompson, W. L., & Alpert, N. M. (1998). Mental rotation of objects versus hands: neural mechanisms revealed by positron emission tomography. Psychophysiology, 35(2), 151–161. Leech, R., & Sharp, D. J. (2014) The role of the posterior cingulate cortex in cognition and disease. Brain: a journal of neurology 137 (Pt 1):12–32. https://doi.org/10.1093/brain/awt162. Moseley, G. L. (2004). Graded motor imagery is effective for long-standing complex regional pain syndrome: a randomised controlled trial. Pain, 108(1–2), 192–198. https://doi.org/10.1016/j.pain.2004.01.006. Mulder, T., Zijlstra, S., Zijlstra, W., & Hochstenbach, J. (2004). The role of motor imagery in learning a totally novel movement. Experimental brain research, 154(2), 211–217. https://doi.org/10.1007/s00221-003-1647-6. Naito, E., Kochiyama, T., Kitada, R., Nakamura, S., Matsumura, M., Yonekura, Y., et al. (2002). Internally simulated movement sensations during motor imagery activate cortical motor areas and the cerebellum. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience, 22(9), 3683–3691. Nico, D., Daprati, E., Rigal, F., Parsons, L., & Sirigu, A. (2004). Left and right hand recognition in upper limb amputees. Brain: a journal of neurology, 127(Pt 1), 120–132. https://doi.org/10.1093/brain/awh006. Orlov, T., Makin, T. R., & Zohary, E. (2010). Topographic representation of the human body in the occipitotemporal cortex. Neuron, 68(3), 586–600. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2010.09.032. Osuagwu, B. A., & Vuckovic, A. (2014). Similarities between explicit and implicit motor imagery in mental rotation of hands: an EEG study. Neuropsychologia, 65, 197–210. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2014.10.029. Page, S. J., Levine, P., & Leonard, A. C. (2005). Effects of mental practice on affected limb use and function in chronic stroke. Archives of physical medicine and rehabilitation, 86(3), 399–402. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2004.10.002. Parsons, L. M. (1987). Imagined spatial transformations of one’s hands and feet. Cognitive psychology, 19(2), 178–241. Parsons, L. M. (1994). Temporal and kinematic properties of motor behavior reflected in mentally simulated action. Journal of experimental psychology Human perception and performance, 20(4), 709–730. Parsons, L. M., & Fox, P. T. (1998). The neural basis of implicit movements used in recognising hand shape. Cognitive Neuropsychology, 15(6–8), 583–615. Perruchoud, D., Michels, L., Piccirelli, M., Gassert, R., & Ionta, S. (2016). Differential neural encoding of sensorimotor and visual body representations. Sci Rep, 6, 37259. https://doi.org/10.1038/srep37259. Schack, T., Essig, K., Frank, C., & Koester, D. (2014). Mental representation and motor imagery training. Frontiers in human neuroscience, 8, 328. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00328. Schluter, N. D., Krams, M., Rushworth, M. F., & Passingham, R. E. (2001). Cerebral dominance for action in the human brain: the selection of actions. Neuropsychologia, 39(2), 105–113. Schuster, C., Hilfiker, R., Amft, O., Scheidhauer, A., Andrews, B., Butler, J., Kischka, U., & Ettlin, T. (2011). Best practice for motor imagery: a systematic literature review on motor imagery training elements in five different disciplines. BMC Med, 9, 75. https://doi.org/10.1186/1741-7015-9-75. Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Mental rotation of three-dimensional objects. Science, 171(3972), 701–703. Takeda, K., Shimoda, N., Sato, Y., Ogano, M., & Kato, H. (2010). Reaction time differences between left- and right-handers during mental rotation of hand pictures. Laterality, 15(4), 415–425. https://doi.org/10.1080/13576500902938105. Talairach, J., & Tournoux, P. (1988). Co-planar stereotaxic atlas of the human brain: a 3-dimensional proportional system : an approach to cerebral imaging. New York: Thieme. Vingerhoets, G., de Lange, F. P., Vandemaele, P., Deblaere, K., & Achten, E. (2002). Motor imagery in mental rotation: an fMRI study. NeuroImage, 17(3), 1623–1633. Wolbers, T., Weiller, C., & Buchel, C. (2003). Contralateral coding of imagined body parts in the superior parietal lobe. Cerebral cortex, 13(4), 392–399. Wraga, M., Thompson, W. L., Alpert, N. M., & Kosslyn, S. M. (2003). Implicit transfer of motor strategies in mental rotation. Brain and cognition, 52(2), 135–143. Wulf, G., Shea, C., & Lewthwaite, R. (2010). Motor skill learning and performance: a review of influential factors. Medical Education, 44(1), 75–84. https://doi.org/10.1111/j.1365-2923.2009.03421.x. Yue, G., & Cole, K. J. (1992). Strength increases from the motor program: comparison of training with maximal voluntary and imagined muscle contractions. Journal of neurophysiology, 67(5), 1114–1123. Zacks, J. M. (2008). Neuroimaging studies of mental rotation: a meta-analysis and review. Journal of cognitive neuroscience, 20(1), 1–19. https://doi.org/10.1162/jocn.2008.20013. Zapparoli, L., Invernizzi, P., Gandola, M., Berlingeri, M., De Santis, A., Zerbi, A., Banfi, G., & Paulesu, E. (2014). Like the back of the (right) hand? A new fMRI look on the hand laterality task. Experimental brain research, 232(12), 3873–3895. https://doi.org/10.1007/s00221-014-4065-z. Zimmermann-Schlatter, A., Schuster, C., Puhan, M. A., Siekierka, E., & Steurer, J. (2008). Efficacy of motor imagery in post-stroke rehabilitation: a systematic review. Journal of neuroengineering and rehabilitation, 5(8). https://doi.org/10.1186/1743-0003-5-8.
Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Tập 12

1596-1606

Thông tin tác giả