Ψυχοφυσική και νευροφυσιολογική μελέτη της αναπαράστασης του δισδιάστατου χώρου στον πίθηκο rhesus

Abstract

Saccades are known to influence subsequent arm movements. There is less information to suggest that the characteristics of saccades depend on the reaching movements they accompany. To investigate the influence of arm reaching movements on saccades, we studied the latency, duration, systematic and variable errors of saccades generated by two adult female Rhesus monkeys (Macaca Mulata) who were trained to perform center-out saccades and reaching arm movements to the memorized location of targets. Both the latency and duration of saccades executed in isolation differed significantly from those of saccades that were executed towards the same target location and accompanied a reaching movement. The latter displayed, in general, shorter durations and latencies than the former, as if the accompanying arm movements had a facilating effect on them. Moreover, the mean error of saccades differed significantly between the two tasks and the endpoints of saccades in the reaching task were significantly influenced by the endpoints of the arm reaching movements. On the contrary, the difference of the variable error of saccades between the two tasks, as well as the influence of arm reaching movements variability on saccade variability was much weaker. All the findings were similar in both animals whether they used their right or left arm, whether the size of the movement was equal to 10 or 15 degrees and whether there was no delay or a 3 second delay between the extinction of a visual target and the cue to move. These data suggest that signals encoding the limb movements influence those encoding the preceding saccades at an early programming stage. Implications about the possible neural substrate of this interaction, in accordance to the findings of the present study are discussed.

Είναι βιβλιογραφικά τεκμηριωμένη η επίδραση των σακκαδικών στα χαρακτηριστικά των συνοδών κινήσεων του άνω άκρου. Πολύ λιγότερα δεδομένα έχουμε σχετικά με την αντίστροφη επίδραση, αυτή των κινήσεων του άνω άκρου στις σακκαδικές που έχουν ήδη ολοκληρωθεί.. Στην παρούσα διατριβή μελετήσαμε το λανθάνοντα χρόνο, τη διάρκεια, το συστηματικό σφάλμα και το σφάλμα διασποράς των σακκαδικών σε δύο ενήλικα πρωτεύοντα (πιθήκοι Rhesus) όταν εκτελούν απλές σακκαδικές ή σακκαδικές συνοδευόμενες από κινήσεις στόχευσης του άνω άκρου προς απομνημονευμένους στόχους. Στη συνέχεια συγκρίναμε αυτά τα χαρακτηριστικά στις δύο δοκιμασίες. Όσον αφορά το λανθάνοντα χρόνο και τη διάρκεια των σακκαδικών, διαπιστώσαμε ότι διαφέρουν στατιστικά σημαντικά, με τις σακκαδικές που συνοδεύουν κινήσεις άνω άκρων να έχουν σημαντικά μικρότερο λανθάνοντα χρόνο και διάρκεια. Ομοίως, διαφέρει το συστηματικό σφάλμα των σακκαδικών ανάμεσα στις δύο δοκιμασίες, ενώι η τελική θέση των σακκαδικών στη δοκιμασία στόχευσης σχετίζεται με την αντίστοιχη τελική θέση των κινήσεων του άνω άκρου. Αντιθέτα, η διαφορά του σφάλματος διασποράς των σακκαδικών ανάμεσα στις δύο δοκιμασίες και η συσχέτιση της διασποράς των τελικών θέσεων των κινήσεων στόχευσης με αυτή των σακκαδικών είναι πολύ μικρότερη και σε αρκετές από τις περιπτώσεις που μελετήθηκαν μη σημαντική. Όλα τα ευρήματα που περιγράφησαν ήταν κοινά και για τα δύο υποκείμενα, για κινήσεις τόσο με το δεξί όσο και με το αριστερό χέρι και για συνθήκη καθυστέρησης 0 ή 3 δευτερολέπτων ανάμεσα στην εξαφάνιση του στόχου της κίνησης και την έναρξη αυτής. Τα δεδομένα αυτά προσφέρουν σαφείς ενδείξεις σχετικά με την επίδραση των σημάτων κωδικοποίησης της κίνησης του άνω άκρου στα αντίστοιχα σήματα κωδικοποίησης της σακκαδικής σε ένα αρχικό στάδιο προγραμματισμού της κίνησης. Σε συμφωνία με αυτά τα ευρήματα συζητούνται υποθέσεις σχετικά με το πιθανό νευρωνικό υπόστρωμα αυτής της επίδρασης.