La rétroaction visuelle pendant la performance motrice est associée à une complexité accrue et à une adaptabilité des sorties motrices et neurales

Aperçu: G.M.

On pense que le comportement moteur complexe dépend de l'intégration sensorimotrice - le processus neuronal consistant à utiliser les entrées sensorielles pour planifier, guider et corriger les mouvements. Des études antérieures ont montré que la complexité de la production motrice est faible lorsque la rétroaction sensorielle est dissimulée pendant des tâches motrices de précision. Cependant, une grande partie de ces travaux de recherche a porté sur le comportement moteur plutôt que sur le traitement neural et n'a donc pas spécifiquement évalué le rôle du fonctionnement neuronal sensorimoteur dans l'exécution d'un comportement moteur complexe. 

La présente étude utilise une tâche de suivi de stimulus avec enregistrement électroencéphalographique (EEG) simultané pour évaluer l'effet du retour visuel sur les performances motrices, la complexité motrice et le traitement neuronal sensorimoteur chez des adultes en bonne santé. La complexité du signal EEG a été analysée pour capturer le contenu en informations dans les bandes de fréquences (alpha et bêta) et les régions du cuir chevelu (centrale, pariétale et occipitale) associées au traitement sensorimoteur. Conformément à la littérature précédente, la performance motrice et sa complexité étaient plus élevées lorsque le retour visuel était fourni par rapport au moment où il était dissimulé. La complexité du signal neural était également plus élevée lorsque le retour visuel était fourni. Ceci était plus robuste dans les bandes de fréquences (alpha et bêta) et dans les régions du cuir chevelu (pariétal et occipital) associées au traitement sensorimoteur. 

Les résultats montrent que la rétroaction visuelle augmente les informations disponibles pour le cerveau lors de la génération d'une sortie motrice complexe et adaptative.

Behav Brain Res. 2019 Sep 5:112214. doi: 10.1016/j.bbr.2019.112214

Visual feedback during motor performance is associated with increased complexity and adaptability of motor and neural output

Shafer RL¹, Solomon E², Newell KM³, Lewis MH⁴, Bodfish JW⁵.

Author information

1

Vanderbilt Brain Institute, Vanderbilt University, 6133 Medical Research Building III, 465 21(st)Avenue South, Nashville, TN, 37232, USA. Electronic address: robin.l.shafer@vanderbilt.edu.

2

Neuroscience and Behavior Program, Wesleyan University Rm 257 Hall-Atwater, Wesleyan University, Middletown, CT, 06459, USA. Electronic address: emsolomon@wesleyan.edu.

3

Department of Kinesiology, University of Georgia, G3 Aderhold Hall, 110 Carlton Street, Athens, GA, 30602, USA. Electronic address: kmn1@uga.edu.

4

Department of Psychiatry, University of Florida College of Medicine, PO Box 100256, L4-100 McKnight Brain Institute, 1149 Newell Drive, Gainesville, FL, 32611, USA. Electronic address: marklewis@ufl.edu.

5

Vanderbilt Brain Institute, Vanderbilt University, 6133 Medical Research Building III, 465 21(st)Avenue South, Nashville, TN, 37232, USA; Department of Hearing and Speech Sciences, Vanderbilt University Medical Center, 8310 Medical Center East, 1215 21(st)Avenue South, Nashville, TN, 37232, USA. Electronic address: jim.bodfish@vumc.org.

Abstract

Complex motor behavior is believed to be dependent on sensorimotor integration - the neural process of using sensory input to plan, guide, and correct movements. Previous studies have shown that the complexity of motor output is low when sensory feedback is withheld during precision motor tasks. However, much of this research has focused on motor behavior rather than neural processing, and therefore, has not specifically assessed the role of sensorimotor neural functioning in the execution of complex motor behavior. The present study uses a stimulus-tracking task with simultaneous electroencephalography (EEG) recording to assess the effect of visual feedback on motor performance, motor complexity, and sensorimotor neural processing in healthy adults. The complexity of the EEG signal was analyzed to capture the information content in frequency bands (alpha and beta) and scalp regions (central, parietal, and occipital) that are associated with sensorimotor processing. Consistent with previous literature, motor performance and its complexity were higher when visual feedback was provided relative to when it was withheld. The complexity of the neural signal was also higher when visual feedback was provided. This was most robust at frequency bands (alpha and beta) and scalp regions (parietal and occipital) associated with sensorimotor processing. The findings show that visual feedback increases the information available to the brain when generating complex, adaptive motor output.

Copyright © 2019. Published by Elsevier B.V.

PMID:31494179

DOI:10.1016/j.bbr.2019.112214

Détection automatisée des comportements moteurs répétitifs en tant que mesure des résultats dans les déficiences intellectuelles et développementales

Aperçu: G.M.

Les comportements moteurs sensoriels répétitifs sont une cible directe du traitement clinique et un paramètre de traitement potentiel pour les personnes ayant une déficience intellectuelle ou développementale. En supprimant le fardeau associé à l'annotation vidéo ou à l'observation directe, la détection automatisée de la stéréotypie permettrait une surveillance à plus long terme dans les milieux écologiques.

L'équipe a travaillé sur la détection automatique de mouvements moteurs stéréotypés communs en utilisant des accéléromètres disponibles dans le commerce fixés sur le corps et un algorithme de détection généralisable. La méthode a atteint une sensibilité de 80% pour le balancement corporel et de 93% pour le battement des mains sans apprentissage individualisé des algorithmes ou connaissance préalable des mouvements spécifiques du sujet. 

Cette approche est bien adaptée à la mise en œuvre dans un système de surveillance continue en dehors d'un cadre clinique.

J Autism Dev Disord. 2017 Nov 21. doi: 10.1007/s10803-017-3408-6.

Automated Detection of Repetitive Motor Behaviors as an Outcome Measurement in Intellectual and Developmental Disabilities

Gilchrist KH¹, Hegarty-Craver M², Christian RB³, Grego S², Kies AC^3,4, Wheeler AC².

Author information

1

RTI International, 3040 E. Cornwallis Road, Research Triangle Park, NC, 27709, USA. kgilchrist@rti.org.

2

RTI International, 3040 E. Cornwallis Road, Research Triangle Park, NC, 27709, USA.

3

Carolina Institute for Developmental Disabilities, University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA.

4

Child and Family Development, Inc., Charlotte, NC, USA.

Abstract

Repetitive sensory motor behaviors are a direct target for clinical treatment and a potential treatment endpoint for individuals with intellectual or developmental disabilities. By removing the burden associated with video annotation or direct observation, automated detection of stereotypy would allow for longer term monitoring in ecologic settings. We report automated detection of common stereotypical motor movements using commercially available accelerometers affixed to the body and a generalizable detection algorithm. The method achieved a sensitivity of 80% for body rocking and 93% for hand flapping without individualized algorithm training or foreknowledge of subject's specific movements. This approach is well-suited for implementation in a continuous monitoring system outside of a clinical setting.

PMID:29164446

DOI:10.1007/s10803-017-3408-6

Une revue systématique des résultats comportementaux suivant des interventions fondées sur l'exercice physique pour les enfants et les jeunes ayant des troubles du spectre de l'autisme

Traduction: G.M.

Autism. 2016 Jan 28. pii: 1362361315616002.

A systematic review of the behavioural outcomes following exercise interventions for children and youth with autism spectrum disorder

Bremer E¹, Crozier M², Lloyd M².

Author information

• ¹Department of Kinesiology, McMaster University, Canada Infant and Child Health (INCH) Lab, Department of Family Medicine, McMaster University, Canada bremeree@mcmaster.ca
• ²Faculty of Health Sciences, University of Ontario Institute of Technology, Canada.

Abstract

Le but de cette étude était de rechercher systématiquement et analyser de façon critique la littérature portant sur les résultats comportementaux des interventions a base d'exercices pour les personnes avec trouble du spectre de l'autisme ⩽16 ans. Cette revue systématique a employé une stratégie de recherche globale évaluée par les pairs, un processus de sélection en deux étapes et une évaluation critique rigoureuse, qui a abouti à l'inclusion de 13 études. 
Les résultats ont démontré que les interventions d'exercice individuellement constitués de jogging, d'équitation, d'arts martiaux, de natation ou de yoga/danse peuvent se traduire par des améliorations dans de nombreux résultats comportementaux, y compris des comportements stéréotypés, le fonctionnement social et émotionnel, la cognition et de l'attention. Les interventions d'équitation à cheval et d'arts martiaux peuvent produire les meilleurs résultats avec une taille d'effet de modéré à larges, respectivement. De recherches futures avec des conceptions bien contrôlées, des évaluations normalisées, des échantillons plus importants et des suivis longitudinaux sont nécessaires, en plus d'une plus grande attention sur la petite enfance (0-5 ans) et à l'adolescence (âgés de 12-16 ans), afin de mieux comprendre l'étendue des avantages comportementaux que l'exercice peut donner à ces populations.
The purpose of this review was to systematically search and critically analyse the literature pertaining to behavioural outcomes of exercise interventions for individuals with autism spectrum disorder aged ⩽16 years. This systematic review employed a comprehensive peer-reviewed search strategy, two-stage screening process and rigorous critical appraisal, which resulted in the inclusion of 13 studies. Results demonstrated that exercise interventions consisting individually of jogging, horseback riding, martial arts, swimming or yoga/dance can result in improvements to numerous behavioural outcomes including stereotypic behaviours, social-emotional functioning, cognition and attention. Horseback riding and martial arts interventions may produce the greatest results with moderate to large effect sizes, respectively. Future research with well-controlled designs, standardized assessments, larger sample sizes and longitudinal follow-ups is necessary, in addition to a greater focus on early childhood (aged 0-5 years) and adolescence (aged 12-16 years), to better understand the extent of the behavioural benefits that exercise may provide these populations.
© The Author(s) 2016.

PMID: 26823546

DOI: 10.1177/1362361315616002