Rhythmic cortical dynamics in production of speech and hand motor sequences

Tutkimustuotos

Tutkijat

Organisaatiot

Kuvaus

Puhuminen ja esineiden käsittely ovat esimerkkejä tavanomaisesta ihmisen käyttäytymisestä, jokaperustuu tarkoituksenmukaisten liikesarjojen tuottamiseen. Liikesarjoihin vaikuttavat yhtäaikaisetmotoriset ja kognitiiviset prosessit pohjautuvat sekä paikalliseen että hajautettuun toimintaanaivokuoren verkostoissa. Tässä väitöskirjassa tutkittiin liikesarjoihin liittyvää sähköfysiologistatoimintaa ihmisen aivokuorella.    Tutkimuskohteena oli aivojen rytminen toiminta. Se on tiedonvälityksen piirre, joka on useinyhdistetty neurokognitiiviseen prosessointiin. Kysymyksenä oli, miten rytminen toiminta ilmentääliikkeiden motorisia ja kognitiivisia puolia sekä moduloituuko se eri tavoin erityyppisilleliikesarjoille. Laajojen hermosolujoukkojen toimintaa mitattiin magnetoenkefalografialla (MEG)samalla, kun lihastoimintaa rekisteröitiin lihassähkökäyrällä (elektromyografia, EMG).    Kaksi ensimmäistä tutkimusta selvittivät primaarin tunto- ja liikeaivokuoren toiminnan yhteyttäpuheen tuottoon. Primaarin edustusalueen rooli liikesarjojen tuotossa ei ole selvä. Tutkimuksissahavaittiin, että yksittäisten suunliikkeiden organisoiminen erilaisiksi sarjoiksi näkyi liikeaivokuorenrytmisyyden (~20 Hz) muutoksina (PI). Lisäksi aivokuoren ja lihaksen toiminnat lukkiutuivatkeskenään vahvimmin kullekin henkilölle ominaisella puheliikkeiden tuottotaajuudella (~2–3 Hz)(PII).    Jälkimmäisissä tutkimuksissa kartoitettiin Dynamic Imaging of Coherent Sources (DICS) -analyysimenetelmän avulla aivoalueiden välisiä vuorovaikutuksia esineiden käsittely- jakirjoittamistehtävissä. Aivoalueiden aktivaatiosarjojen välisen koherenssin on ajateltu olevanhajautetun hermostollisen prosessoinnin mekanismi. Havaittiin, että aivokuorialueiden välinentehtäväherkkä koherenssi (6–20 Hz) muovautui joustavasti tukemaan esineiden käsittelytehtävää:Yksinkertaisessa tehtävätyypissä painottui vasemmassa aivopuoliskossa otsa- ja päälaenlohkonyhteys. Kun tehtävä vaati visuospatiaalista päättelyä, mukaan kytkeytyivät myös oikea aivopuoliskosekä ohimo- ja takaraivolohkot (PIII). Kirjoittamistehtävän muunnelmissa liikkeenmonimutkaisuus ja kielellisyys vaikutti aivoalueiden yhteyksissä signaalien vaihelukitukseen (PIV).Tavanomaisessa kirjoitustehtävässä havaittiin vahva synkronia (~2–5/13–24 Hz)liikekoordinaatioon ja työmuistiprosesseihin vaikuttavien keskusuurteen ja otsa-päälakilohkojenalueiden välillä. Liikkeiltään yksinkertaistetussa kirjoittamistehtävässä korostui synkronia (~7–10Hz) audiovisuaalisen kielen käsittelyyn liittyvässä ohimo-takaraivolohkojärjestelmässä.    Väitöskirjan tulokset osoittavat primaarin tunto- ja liikeaivokuoren signaloinnin heijastavantoiminnallisesti liikesarjoihin liittyvää informaatiota sekä kytkeytyvän optimoidusti liikerytmiinpuheen tuotossa. Aivokuorialueiden välinen koherenssi osallistaa neurokognitiivisia järjestelmiätehtäväkohtaisesti, ja aivokuorialueiden välinen vaihekytkentä ohjaa eri kognitiivis-motoristentehtäväpiirteiden prosessointia.

Yksityiskohdat

Julkaisun otsikon käännösAivokuoren rytminen toiminta puheen ja käden liikesarjojen tuottamisessa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-8413-8
Sähköinen ISBN978-952-60-8416-9
TilaJulkaistu - 2019
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • MEG, aivorytmit, toiminnallinen kytkeytyvyys, liikesarjat, kielen tuottaminen

ID: 32446930