Vasemman ja oikean etusormen yhtäaikaisen passiivisen liikutuksen aiheuttaman proprioseptiivisen signaalin kortikaalinen lateralisaatio

Abstract

Proprioseptoreiksi lasketaan lihaksessa oleva lihasspindeli, jännerakenteissa sijaitseva Golgin jänne-elin, nivelessä sijaitsevat reseptorit ja ihon venymää aistivat reseptorit. Kortikokinemaattisen koherenssin (CKC) avulla voidaan laskea ääreishermostolta lähtevän proprioseptiivisen signaalin ja keskushermoston vasteen välistä koherenssia. CKC kuvaa kortikaalisen vasteen voimakkuutta proprioseptiiviselle signaalille. Näyttäisi siltä, että proprioseptiivisen informaation käsittely olisi lateralisoitunut oikealle aivopuoliskolle. Tarkoittaen sitä, että kyseistä informaatiota prosessoidaan enemmän oikealla aivopuoliskolla verrattuna vasempaan aivopuoliskoon. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, havaitaanko pneumaattisen stimulaattorin avulla tapahtuvan etusormien jatkuvan liikkeen CKC:n kortikaalista lateralisoitumista primääreillä sensorimotorisilla alueilla (SM1). Lisäksi tarkasteltiin etusormien CKC:n voimakkuuden ja sen lateralisoitumisen yhteyttä molempien käsien näppäryyttä mittaavan Grooved Pegboard testin aikaan. Yhteensä 31 oikeakätisen koehenkilön tulokset analysoitiin lopullisessa tarkastelussa. Analyysit suoritettiin koko otoksen tasolla ja aikaisempien havaintojen mukaisesti myös ikäryhmissä. Ikäryhmät jaettiin otoksen mediaanin mukaan nuoriin (alle 35-vuotiaat, n = 16) ja varttuneisiin (yli 35-vuotiaat, n = 15). Neuraalinen aktiivisuus mitattiin magnetoenkefalografian avulla ja sormien passiivinen liikutus suoritettiin pneumaattisilla stimulaattoreilla. Sormien passiivisen liikkeen ja neuraalisen aktiivisuuden välille laskettiin CKC:n voimakkuus liiketaajuudella (F0) ja sen ensimmäisellä harmonisella taajuudella (F1). CKC F0-taajuuden lateralisoituminen oli yhteydessä käsien näppäryyteen (r = -0.409, p < 0.05). CKC:n F0-taajuuden lateralisoituminen oikealle hemisfäärille ennusti parempaa käsien näppäryyttä (β = -22.70, p < 0.01). Oikean sormen ja vasemman hemisfäärin SM1 alueen CKC F0-taajuuden voimakkuus oli yhteydessä heikompaan käsien näppäryyteen (0.459, p < 0.01). Koko otoksen kohdalla CKC:n voimakkuuden lateralisoituminen ei ollut tilastollisesti merkitsevää, vaikka yksilöiden kohdalla havaittiin CKC:n voimakkuuden lateralisoitumista. Nuorten ryhmässä havaittiin merkitsevästi voimakkaampi CKC F1-taajuudella vasemman hemisfäärin SM1 alueella. Nuorilla CKC F1-taajuuden lateralisaatio oli yhteydessä käden näppäryyteen (r = -0.629, p < 0.05). Tarkoittaen parempaa käsien näppäryyttä, kun oikean hemisfäärin CKC:n voimakkuus oli yhtä korkea tai korkeampi kuin vasemman hemisfäärin SM1 alueen. Tulokset tukevat käsitystä, että oikean hemisfäärin aktiivisuus on yhteydessä ihmisen sensorimotorisiin toimiin, jotka nojaavat proprioseptiivisen informaation käsittelyyn.

Muscle spindle, Golgi tendon organ, joint receptors, and receptors signaling stretch of the skin are counted as proprioceptors. Corticokinematic coherence (CKC) can be used to calculate coherence between activated proprioception and cortical areas. CKC describes the strength of the cortical response to repetitive activated proprioceptors. Proprioceptive signals seem to be processed a bit more dominantly in the right hemisphere. The purpose of this study was to find out if we see lateralization between the primary sensorimotor areas (SM1) of the index fingers’ CKC. Second question: do we have a relationship between possible lateralization and motor performance of the hands? In total 31 right-handed participants were recorded. Pneumatic artificial muscle was used to move passively both index fingers at the same time and neural activity was recorded with magnetoencephalography. Motor performance was measured as the total time of both hands in the Grooved Pegboard -test. Data analyses were done for all participants and within age groups. Age groups were categorized by the median age of the whole population to “young adults” (under 35 years) and “grown adults” (over 35 years). CKC was calculated on the movement frequency (F0) and its first harmonic (F1). Lateralization of the CKC at F0-frequency has a relationship with the motor performance of the hands (r = -0.409, p < 0.05). Lateralization of the CKC at F0-frequency predicted better motor performance (β = -22.70, p < 0.01). Also, higher CKC at F0-frequency in the left SM1 had a relationship with the poorer motor performance of the hands (0.459, p < 0.01). The left hemisphere had significantly (p < 0.05) higher CKC at F1-frequency in the “young-adult” group. Lateralization of the CKC at F1-frequency had a relationship with motor performance of the hands (r = -0.629, p < 0.05). This means that young adults had a better motor performance of the hands when CKC at F1-frequency amplitude was higher or as high as left SM1. Results support that the right hemisphere activity is important for better proprioceptive processing.