Motor planning brings human primary somatosensory cortex into action-specific preparatory states
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Motor planning plays a critical role in producing fast and accurate movement. Yet, the neural processes that occur in human primary motor and somatosensory cortex during planning, and how they relate to those during movement execution, remain poorly understood. Here we used 7T functional magnetic resonance imaging (fMRI) and a delayed movement paradigm to study single finger movement planning and execution. The inclusion of no-go trials and variable delays allowed us to separate what are typically overlapping planning and execution brain responses. Although our univariate results show widespread deactivation during finger planning, multivariate pattern analysis revealed finger-specific activity patterns in contralateral primary somatosensory cortex (S1), which predicted the planned finger action. Surprisingly, these activity patterns were as informative as those found in contralateral primary motor cortex (M1). Control analyses ruled out the possibility that the detected information was an artifact of subthreshold movements during the preparatory delay. Furthermore, we observed that finger-specific activity patterns during planning were highly correlated to those during execution. These findings reveal that motor planning activates the specific S1 and M1 circuits that are engaged during the execution of a finger press, while activity in both regions is overall suppressed. We propose that preparatory states in S1 may improve movement control through changes in sensory processing or via direct influence of spinal motor neurons. Significance statement Motor planning is important for good behavioral performance, yet it is unclear which neural processes underlie the preparation of the nervous system for an upcoming movement. Using high-resolution functional neuroimaging, we investigated how motor planning for finger presses changes the activity state in primary motor and primary somatosensory cortex, and how brain responses during planning and execution relate to each other. We show that planning leads to finger-specific activation in both M1 and S1, which is highly similar to the finger-specific activity patterns elicited during execution. Our findings suggest that S1 is being specifically prepared for an upcoming action, either to actively contribute to the outflowing motor command or to enable action-specific sensory gating.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».