Transformation of Vestibular Signals for the Control of Standing in Humans
Notice bibliographique
Résumé
During standing balance, vestibular signals encode head movement and are transformed into coordinates that are relevant to maintaining upright posture of the whole body. This transformation must account for head-on-body orientation as well as the muscle actions generating the postural response. Here, we investigate whether this transformation is dependent upon a muscle's ability to stabilize the body along the direction of a vestibular disturbance. Subjects were braced on top of a robotic balance system that simulated the mechanics of standing while being exposed to an electrical vestibular stimulus that evoked a craniocentric vestibular error of head roll. The balance system was limited to move in a single plane while the vestibular error direction was manipulated by having subjects rotate their head in yaw. Vestibular-evoked muscle responses were greatest when the vestibular error was aligned with the balance direction and decreased to zero as the two directions became orthogonal. This demonstrates that muscles respond only to the component of the error that is aligned with the balance direction and thus relevant to the balance task, not to the cumulative afferent activity, as expected for vestibulospinal reflex loops. When we reversed the relationship between balancing motor commands and associated vestibular sensory feedback, the direction of vestibular-evoked ankle compensatory responses was also reversed. This implies that the nervous system quickly reassociates new relationships between vestibular sensory signals and motor commands related to maintaining balance. These results indicate that vestibular-evoked muscle activity is a highly flexible balance response organized to compensate for vestibular disturbances. SIGNIFICANCE STATEMENT: The postural corrections critical to standing balance and navigation rely on transformation of sensory information into reference frames that are relevant for the required motor actions. Here, we demonstrate that the nervous system transforms vestibular sensory signals of head motion according to a muscle's ability to stabilize the body along the direction of a vestibular-evoked disturbance. By manipulating the direction of the imposed vestibular signal relative to a muscle's action, we show that the vestibular contribution to muscle activity is a highly flexible and organized balance response. This study provides insight into the neural integration and central processing associated with transformed vestibulomotor relationships that are essential to standing upright.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».