Misconceptions about Mirror-Induced Motor Cortex Activation

Observation of self-produced hand movements through a mirror, creating an illusion of the opposite hand moving, was recently reported to induce ipsilateral motor cortex activation, that is, motor cortex activation for the hand in rest. The reported work goes far beyond earlier work on motor cortex activation induced by action observation, by implying a complete reversal of contralateral and ipsilateral motor cortex activation under mirror view conditions. Such a reversal would represent an unprecedented degree of neural plasticity. We considered such a reversal physiologically implausible and conducted a study with an improved design. The results refute the reversal of contralateral and ipsilateral motor cortex activation under mirrored viewing conditions as methodologically unsound. The investigation confirmed, however, more subtle expressions of motor cortical activity induced by self-produced movements observed through a mirror

The Influence of Mirror-Visual Feedback on Training-Induced Motor Performance Gains in the Untrained Hand

The well-documented observation of bilateral performance gains following unilateral motor training, a phenomenon known as cross-limb transfer, has important implications for rehabilitation. It has recently been shown that provision of a mirror image of the active hand during unilateral motor training has the capacity to enhance the efficacy of this phenomenon when compared to training without augmented visual feedback (i.e., watching the passive hand), possibly via action observation effects [1]. The current experiment was designed to confirm whether mirror-visual feedback (MVF) during motor training can indeed elicit greater performance gains in the untrained hand compared to more standard visual feedback (i.e., watching the active hand). Furthermore, discussing the mechanisms underlying any such MVF-induced behavioural effects, we suggest that action observation and the cross-activation hypothesis may both play important roles in eliciting cross-limb transfer. Eighty participants practiced a fast-as-possible two-ball rotation task with their dominant hand. During training, three different groups were provided with concurrent visual feedback of the active hand, inactive hand or a mirror image of the active hand with a fourth control group receiving no training. Pre- and post-training performance was measured in both hands. MVF did not increase the extent of training-induced performance changes in the untrained hand following unilateral training above and beyond those observed for other types of feedback. The data are consistent with the notion that cross-limb transfer, when combined with MVF, is mediated by cross-activation with action observation playing a less unique role than previously suggested. Further research is needed to replicate the current and previous studies to determine the clinical relevance and potential benefits of MVF for cases that, due to the severity of impairment, rely on unilateral training programmes of the unaffected limb to drive changes in the contralateral affected limb

Altered visual feedback from an embodied avatar unconsciously influences movement amplitude and muscle activity

Evidence suggests that the sense of the position of our body parts can be surreptitiously deceived, for instance through illusory visual inputs. However, whether altered visual feedback during limb movement can induce substantial unconscious motor and muscular adjustments is not known. To address this question, we covertly manipulated virtual body movements in immersive virtual reality. Participants were instructed to flex their elbow to 90° while tensing an elastic band, as their virtual arm reproduced the same, a reduced (75°), or an amplified (105°) movement. We recorded muscle activity using electromyography, and assessed body ownership, agency and proprioception of the arm. Our results not only show that participants compensated for the avatar’s manipulated arm movement while being completely unaware of it, but also that it is possible to induce unconscious motor adaptations requiring significant changes in muscular activity. Altered visual feedback through body ownership illusions can influence motor performance in a process that bypasses awareness

Etude des liens entre les systèmes visuel et proprioceptif : approche électrophysiologique et comportementale chez le sujet sain et le patient amputé du membre supérieur

Le codage de la position et des mouvements des différents segments corporels implique l’intervention coordonnée des systèmes perceptifs visuel et proprioceptif. L’objectif de ce travail de thèse était de caractériser la nature de ces interactions dans le contrôle moteur. Notre démarche, basée sur une investigation par les potentiels évoqués consistait à mesurer l’activité électrique du cortex moteur primaire lors d’une activité visuomotrice. Nous avons pu montrer que la simple vue d’un effecteur (e.g., main) suffit pour provoquer une planification motrice dans le cortex moteur correspondant, qu’il s’agisse effectivement de l’effecteur ou qu’il s’agisse d’une image reconstituée artificiellement, par le biais d’un miroir reflétant la main opposée, par exemple. Ces résultats attestent de l’influence de la vision sur les processus de planification du mouvement et fournissent une mesure objective des effets de la vision sur le cortex moteur. Dans un second temps, nous avons étudié l’influence du feedback visuel lorsque le membre est absent, avec des patients amputés du membre supérieur. Cette approche nous a permis d’évaluer l’impact de l’expérience perceptive en comparant les données d’amputés traumatiques avec celles de personnes agénésiques, dont l’origine de l’absence du membre est congénitale. Ainsi nous montrons que l’activation motrice corticale peut être générée par un feedback visuel du membre absent seulement si le système moteur est (sujets sans déficit sensorimoteur) ou a été fonctionnel (amputés traumatiques). De plus, nous montrons que cette activité corticale reflète une programmation motrice en cohérence avec le mouvement à effectuer. En effet, les performances motrices dans une tâche de dessin en miroir sont meilleures chez ces sujets lorsqu’ils ont un feedback sagittal de leur main active (i.e. donnant l’impression de voir leur main absente). Nous proposons que le feedback visuel provoque la réactivation de programmes moteurs existants, en lien avec la main vue et la tâche à réaliser. Ces résultats fournissent une preuve directe de la persistance fonctionnelle des régions dénervées suite à l’amputation traumatique d’un membre

Etude des liens entre les systèmes visuel et proprioceptif (Approche électrophysiologique et comportementale chez le sujet sain et le patient amputé du membre supérieur)

Le codage de la position et des mouvements des différents segments corporels implique l intervention coordonnée des systèmes perceptifs visuel et proprioceptif. L objectif de ce travail de thèse était de caractériser la nature de ces interactions dans le contrôle moteur. Notre démarche, basée sur une investigation par les potentiels évoqués consistait à mesurer l activité électrique du cortex moteur primaire lors d une activité visuomotrice. Nous avons pu montrer que la simple vue d un effecteur (e.g., main) suffit pour provoquer une planification motrice dans le cortex moteur correspondant, qu il s agisse effectivement de l effecteur ou qu il s agisse d une image reconstituée artificiellement, par le biais d un miroir reflétant la main opposée, par exemple. Ces résultats attestent de l influence de la vision sur les processus de planification du mouvement et fournissent une mesure objective des effets de la vision sur le cortex moteur. Dans un second temps, nous avons étudié l influence du feedback visuel lorsque le membre est absent, avec des patients amputés du membre supérieur. Cette approche nous a permis d évaluer l impact de l expérience perceptive en comparant les données d amputés traumatiques avec celles de personnes agénésiques, dont l origine de l absence du membre est congénitale. Ainsi nous montrons que l activation motrice corticale peut être générée par un feedback visuel du membre absent seulement si le système moteur est (sujets sans déficit sensorimoteur) ou a été fonctionnel (amputés traumatiques). De plus, nous montrons que cette activité corticale reflète une programmation motrice en cohérence avec le mouvement à effectuer. En effet, les performances motrices dans une tâche de dessin en miroir sont meilleures chez ces sujets lorsqu ils ont un feedback sagittal de leur main active (i.e. donnant l impression de voir leur main absente). Nous proposons que le feedback visuel provoque la réactivation de programmes moteurs existants, en lien avec la main vue et la tâche à réaliser. Ces résultats fournissent une preuve directe de la persistance fonctionnelle des régions dénervées suite à l amputation traumatique d un membre.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF