Tracking the acquisition of anticipatory postural adjustments during a bimanual load-lifting task: A MEG study
Suivi de l'acquisition des ajustements posturaux anticipés lors d'une tâche de délestage bimanuelle : une étude MEG
Résumé
During bimanual coordination, that is, manipulating with the dominant hand an object held by the postural hand, anticipatory postural adjustments are required to cancel the perturbations and ensure postural stabilization. Using magnetoencephalography (MEG), we investigated changes mediating the acquisition of anticipatory postural adjustments during a bimanual load-lifting task. Participants lifted a load with their right hand, hence triggering the fall of a second load fixed to their left (postural) forearm. During ACQUISITION, the onset of load-lifting and the fall of the second load were experimentally delayed after few trials. During CONTROL, load-lifting triggered the fall of the second load without delay. Upward elbow rotation decreased with trial repetition during ACQUISITION, hence attesting the ongoing acquisition of anticipatory postural adjustments. Bilateral event-related desynchronisation (ERD) of the alpha rhythm (8-12 Hz) was recorded. Generators of the mu rhythm were found within central and associative motor regions. Their spatial distribution within the hemisphere contralateral to the load-lifting arm was less refined and circumscribed during ACQUISITION compared to CONTROL. Regression analyses emphasized the specific involvement of the precuneus in the right hemisphere contralateral to the postural forearm, and a medial prefrontal region in the left hemisphere. Analyses of the time course power showed that an increase in preunloading activation within the precuneus and a decrease in postunloading inhibition within the medial prefrontal region were associated with the acquisition of anticipatory postural adjustments. The study provides original insights into cortical activations mediating the progressive tuning of anticipatory postural adjustments during the acquisition stage of motor learning.
Lors de la coordination bimanuelle, c’est-à-dire la manipulation d’un objet avec la main dominante tandis que l’autre main (posturale) supporte cet objet, des ajustements posturaux anticipés sont nécessaires pour compenser les perturbations du membre supérieur et assurer sa stabilisation posturale. À l'aide de la magnétoencéphalographie (MEG), nous avons étudié les changements qui interviennent lors de l'acquisition des ajustements posturaux anticipés lors d’une tâche de délestage bimanuelle. Les participants soulevaient une charge avec leur main droite, ce qui entraînait la chute d’une deuxième charge fixée à leur avant-bras gauche (postural). Pendant la phase d’ACQUISITION, le soulèvement de la charge et la chute de la deuxième charge étaient retardés expérimentalement après quelques essais. Pendant la phase de CONTRÔLE, le soulèvement de la charge entraînait la chute de la deuxième charge sans délai. La rotation vers le haut du coude diminuait avec la répétition des essais pendant l’ACQUISITION, attestant ainsi l’acquisition progressive des ajustements posturaux anticipés. Une désynchronisation liée à l’événement (ERD) bilatérale du rythme alpha (8-12 Hz) a été enregistrée. Les générateurs du rythme mu ont été localisés dans les régions motrices centrales et associatives. Leur distribution spatiale dans l'hémisphère contralatéral au bras postural était moins précise et circonscrite durant l’ACQUISITION comparativement à la condition CONTRÔLE. Les analyses de régression ont mis en évidence l'implication spécifique du précuneus dans l'hémisphère droit, contralatéral à l’avant-bras postural, ainsi qu’une région préfrontale médiale dans l'hémisphère gauche. Les analyses de la variation temporelle de la puissance ont montré qu'une augmentation de l'activation avant le soulèvement dans le précuneus et une diminution de l'inhibition après le soulèvement dans la région préfrontale médiale étaient associées à l'acquisition des ajustements posturaux anticipés. Cette étude fournit des informations originales sur les activations corticales qui permettent l’affinement progressif des ajustements posturaux anticipés propres à la phase d'acquisition de l'apprentissage moteur.
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