Motor imagery (MI) is the mental simulation of an action without any overt movement. Behavioral and function evidence has shown that MI induces motor execution-like effects on many tasks and that it involves most of the same brain circuits of real performance. However, a study by Garbarini and coworkers (2012) showed significant functional differences between real and imagined performance in brain-damaged patients with motor awareness deficits (i.e. anosognosia for hemiplegia). To investigate the physiological processes underlying the no-movement awareness (i.e. the conscious detection of the impossibility of self-established movements) in healthy subjects, Bruno and coworkers (in preparation) analyzed the electroencephalographic activity in during a Go/Nogo task. The subjects had to perform the task in two conditions: one in which they were free to perform the task and another in which their left hand was blocked. Analysis showed a significant reduction of a well-known inhibition-related component, the P3, in blocked with respect to free condition. The aim of the present study is to explore the difference between motor inhibition processes observed during real and imagery motor performance. In addition, to investigate weather motor imagery and immobilization conditions can produce different ERPs modulations on the same Go/Nogo task, a comparison between the two conditions was performed. 20 healthy participants were tested on Go-NoGo tasks, while the EEG activity was recorded in two different conditions: real (i.e. participants actually performed the task) and MI (i.e. participants imagined to perform it). The mean ERP at midline locations (Fz, Cz, Pz) were analyzed separately on NoGo and Go trials with a 2x2 Anova with Side (Left; Right) and Task (Real; Imaged). A significant Task effect (p<0.01) was found in NoGo trials in the N2/P3 complex. In both sides the N2/P3 amplitudes were significantly reduced in MI with respect to real conditions. In addition, a significant Task effect was found prior to the onset of the imperative stimulus (i.e. 400 msec before the imperative stimulus, preparation phase). Moreover, in Go trials a significant Task effect (p<0.01) was shown in the Movement Potentials (MP), with a larger MP amplitude in the real with respect to imagined condition. These findings show a difference in the cerebral activity between real performance and motor imagery that could be responsible for the functional difference between motor awareness and MI. They also suggest that participants prepare themselves differently if they know they are going to do a MI task rather than real task. Furthermore, to understand if MI and immobilization produce different ERPs modulations during a Go/Nogo task, an unpaired t-test between 2 subtraction waves (real- imag; real -block) was performed. These analyses were performed on data collected during the imagined conditions of the present study and those collected during the immobilization study by Bruno and coworkers (in preparation). In NoGo trials, the unpaired t-test revealed a significant difference between the two waves. The ¿real-block¿ wave was significantly larger (p<0.01) than the ¿real-imag¿ wave. This result seems to confirm that the blocked subjects were not imagining the movement and that the difference between free and blocked condition was due to non-movement awareness. The fact that N2/P3 amplitude was larger in imagery condition also confirms that even when the subjects were imagining, they implemented an inhibitory response. In conclusion, it seems that motor imagery and non-movement awareness are two different processes associated with different cerebral activity.
La motor imagery (MI) è la simulazione mentale di un'azione senza movimento reale. Prove comportamentali e funzionali hanno mostrato che la MI su molti compiti ha gli stessi effetti e attiva circuiti cerebrali simili alla performance reale. Tuttavia, in uno studio condotto su pazienti cerebrolesi con un deficit di consapevolezza motoria (i.e. anosognosia per emiplegia) Garbarini e collaboratori (2012) hanno osservato una significativa differenza funzionale tra performance reale e immaginativa. Per studiare i processi psicologici associati alla no-movement awareness (i.e. la rilevazione consapevole dell'impossibilita di compiere un movimento intenzionale) Bruno e collaboratori (in preparazione) hanno analizzato l'attività EEG durante un compito Go/NoGo in due condizioni: in una i soggetti sperimentali potevano svolgere il compito liberamente, nell'altra avevano la mano sinistra bloccata. Le analisi hanno mostrato una riduzione significativa della componente P3, legata all'inibizione, nella condizione blocked rispetto a quella free. Lo scopo di questo studio è di esplorare le differenze tra processi inibitori osservati durante una performance reale e immaginativa. Inoltre sono state comparate la condizione reale e quella di immobilizzazione per osservare se producono una differente modulazione delle componenti ERPs nello stesso compito Go-NoGo. E' stata registrata l'attività EEG di 20 soggetti sani mentre svolgevano 2 versioni di un compito Go-NoGo: reale (i.e. i partecipanti svolgono realmente il compito) e immaginativo (i.e. immaginano di svolgerlo). La media ERPs dei canali centrali (Fz, Cz, Pz) è stata analizzata separatamente per i trials NoGo e GO, con un Anova 2x2: fattori Side (Left; Right) and Task (Real; Imaged). Nei trials NoGo è stato riscontrato un effetto significativo (p<0.01) del Task sul complesso N2/P3. In entrambe le mani l'ampiezza era significativamente ridotta nella MI rispetto che nella condizione reale. Inoltre, un effetto significativo del Task è stato riscontrato anche in fase di preparazione (i.e. 400 ms prima dello stimolo imperativo). Nei trials Go un effetto significativo del Task (p<0.01) è stato osservato nei Movement Potentials (MP), con un'ampiezza maggiore dei MP nella condizione reale rispetto a quella di MI. Questi risultati evidenziano una differenza tra performance reale e immaginativa nell'attività cerebrale, che potrebbe essere responsabile delle differenze funzionale tra consapevolezza motoria e MI. Suggeriscono anche che i soggetti si preparano in modo differente se sanno che devono immaginare un movimento rispetto a quando devono eseguirlo realmente. Inoltre, per confrontare la condizione immaginativa con quella di immobilizzazione è stato effettuato un t-test non accoppiato fra 2 onde di sottrazione (real- imag; real -block). Queste analisi sono state effettuate sui dati rilevati durante questo esperimento e su quelli rilevati durante lo studio di Bruno e collaboratori (in preparazione). Nei trials NoGo è emersa una differenza significativa tra le due onde. L'onda ¿real-blocked¿ era significativamente maggiore (p<0.01) di quella ¿real-imag¿. Questi risultati sembrano confermare che i soggetti immobilizzati non stessero immaginando e che la differenza tra immaginazione e immobilizzazione era dovuta alla consapevolezza del non-movimento. Il fatto che l'ampiezza di N2/P3 fosse maggiore nella condizione immaginativa conferma che i soggetti mentre stavano immaginando implementavano lo stesso una risposta inibitoria. In conclusione sembra che l'immaginazione motoria e la consapevolezza del non-movimento siano due processi cognitivi differenti associati a differenti attivazioni cerebrali.
I correlati elettrofisiologici dell'inibizione motoria reale e immaginativa in un compito Go-noGo
BERTERO, CECILIA
2016/2017
Abstract
La motor imagery (MI) è la simulazione mentale di un'azione senza movimento reale. Prove comportamentali e funzionali hanno mostrato che la MI su molti compiti ha gli stessi effetti e attiva circuiti cerebrali simili alla performance reale. Tuttavia, in uno studio condotto su pazienti cerebrolesi con un deficit di consapevolezza motoria (i.e. anosognosia per emiplegia) Garbarini e collaboratori (2012) hanno osservato una significativa differenza funzionale tra performance reale e immaginativa. Per studiare i processi psicologici associati alla no-movement awareness (i.e. la rilevazione consapevole dell'impossibilita di compiere un movimento intenzionale) Bruno e collaboratori (in preparazione) hanno analizzato l'attività EEG durante un compito Go/NoGo in due condizioni: in una i soggetti sperimentali potevano svolgere il compito liberamente, nell'altra avevano la mano sinistra bloccata. Le analisi hanno mostrato una riduzione significativa della componente P3, legata all'inibizione, nella condizione blocked rispetto a quella free. Lo scopo di questo studio è di esplorare le differenze tra processi inibitori osservati durante una performance reale e immaginativa. Inoltre sono state comparate la condizione reale e quella di immobilizzazione per osservare se producono una differente modulazione delle componenti ERPs nello stesso compito Go-NoGo. E' stata registrata l'attività EEG di 20 soggetti sani mentre svolgevano 2 versioni di un compito Go-NoGo: reale (i.e. i partecipanti svolgono realmente il compito) e immaginativo (i.e. immaginano di svolgerlo). La media ERPs dei canali centrali (Fz, Cz, Pz) è stata analizzata separatamente per i trials NoGo e GO, con un Anova 2x2: fattori Side (Left; Right) and Task (Real; Imaged). Nei trials NoGo è stato riscontrato un effetto significativo (p<0.01) del Task sul complesso N2/P3. In entrambe le mani l'ampiezza era significativamente ridotta nella MI rispetto che nella condizione reale. Inoltre, un effetto significativo del Task è stato riscontrato anche in fase di preparazione (i.e. 400 ms prima dello stimolo imperativo). Nei trials Go un effetto significativo del Task (p<0.01) è stato osservato nei Movement Potentials (MP), con un'ampiezza maggiore dei MP nella condizione reale rispetto a quella di MI. Questi risultati evidenziano una differenza tra performance reale e immaginativa nell'attività cerebrale, che potrebbe essere responsabile delle differenze funzionale tra consapevolezza motoria e MI. Suggeriscono anche che i soggetti si preparano in modo differente se sanno che devono immaginare un movimento rispetto a quando devono eseguirlo realmente. Inoltre, per confrontare la condizione immaginativa con quella di immobilizzazione è stato effettuato un t-test non accoppiato fra 2 onde di sottrazione (real- imag; real -block). Queste analisi sono state effettuate sui dati rilevati durante questo esperimento e su quelli rilevati durante lo studio di Bruno e collaboratori (in preparazione). Nei trials NoGo è emersa una differenza significativa tra le due onde. L'onda ¿real-blocked¿ era significativamente maggiore (p<0.01) di quella ¿real-imag¿. Questi risultati sembrano confermare che i soggetti immobilizzati non stessero immaginando e che la differenza tra immaginazione e immobilizzazione era dovuta alla consapevolezza del non-movimento. Il fatto che l'ampiezza di N2/P3 fosse maggiore nella condizione immaginativa conferma che i soggetti mentre stavano immaginando implementavano lo stesso una risposta inibitoria. In conclusione sembra che l'immaginazione motoria e la consapevolezza del non-movimento siano due processi cognitivi differenti associati a differenti attivazioni cerebrali.| File | Dimensione | Formato | |
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