Effect of Motor Task on Cortex Brainstem Modulation: Preliminary Results.
Effect of Motor Task on Cortex Brainstem Modulation: Preliminary Results.
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运动任务对皮质脑干调节的影响：初步结果。
DOI：
10.1109/embc40787.2023.10340466
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yao,Jun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adjei,ErmyntrudeNA;Wright,Kelsey;Dewald,JuliusPA;Yao,Jun
网状脊髓束（RST）与支配许多上肢肌肉的多个脊髓节段有分叉连接。因此，增加的肌肉接合通常会导致多个肢体关节的肌肉共同激活。小脑起源于网状结构（RF），并接受来自皮质的投射。这为皮质-脑干调制提供了解剖学基础。目前，我们对皮质如何调节RF以控制在各种运动任务的运动准备期间的运动参与知之甚少，例如涉及近端和远端上肢关节协调的任务与纯粹的远端任务。我们假设，由于同时手臂抬起和手打开任务（LIFTOPEN）需要更多的选择性肌肉招募比手打开任务（OPEN），皮质将抑制RF，以减少在LIFTOPEN远端肌肉的突触接合。为了验证这一假设，我们研究了13名身体健全的参与者在接受惊人和非惊人的声音刺激时执行OPEN和LIFTOPEN任务的startReact反应。我们的研究结果表明，远端肌肉的激活显着减少，惊吓反应延迟LIFTOPEN相比，开放。这两个结果都表明，皮质抑制RF和减少的LIFTOPEN相比OPEN.Clinical相关性-我们的研究结果提供了皮质脑干调制的任务特异性的基础知识。这一科学发现为比较单侧脑损伤如何影响这种皮质-脑干调制提供了基础。
Reticulospinal Tracts (RSTs) have divergent connections to multiple spinal segments that innervate many upper extremity muscles. Therefore, increased RST engagement can often lead to muscle coactivation across multiple limb joints. The RST originates from the reticular formation (RF) and receives projections from the cortex. This provides the anatomical basis for cortex-brainstem modulation. Currently, we know little about how cortex modulates the RF to control RST engagement during motor preparation for various motor tasks, such as tasks involving proximal and distal upper limb joint coordination vs. a purely distal task. We hypothesize that since a simultaneous arm lifting and hand opening task (LIFTOPEN) requires more selective muscle recruitment than a hand opening task (OPEN), the cortex will suppress the RF to reduce the RST engagement at distal muscles during LIFTOPEN. To test this hypothesis, we investigated the startReact response in thirteen able-bodied participants performing the OPEN and LIFTOPEN tasks in response to a startling and non-startling acoustic stimulation. Our results showed that activation of distal muscles was significantly decreased, and the startle response was delayed in LIFTOPEN compared to OPEN. Both results suggest that the cortex suppressed RF and reduced the RST engagement in LIFTOPEN compared to OPEN.Clinical Relevance— Our results provide foundational knowledge of the task-specific nature of cortex-brainstem modulation. This scientific finding provides a base to compare how a unilateral brain injury may affect this cortex-brainstem modulation.
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