RIMI - Repository of the Institute for Medical Research
Institute for Medical Research
    • English
    • Српски
    • Српски (Serbia)
  • English 
    • English
    • Serbian (Cyrillic)
    • Serbian (Latin)
  • Login
View Item 
  •   RIMI
  • Institut za medicinska istraživanja
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
  • View Item
  •   RIMI
  • Institut za medicinska istraživanja
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Complex modulation of fingertip forces during precision grasp and lift after theta burst stimulation over the dorsal premotor cortex

Kompleksna modulacija sila tokom preciznog hvata šake primenom ponavljane transkranijalne magnetne stimulacije pražnjenjima u teta frekvenciji iznad dorzalnog premotornog korteksa

Thumbnail
2017
807.pdf (1.733Mb)
Authors
Drljačić, Dragana
Pajić, Sanja
Nedeljković, Aleksandar
Milanović, Slađan
Ilić, Tihomir V.
Article (Published version)
Metadata
Show full item record
Abstract
Background/Aim. Adaptive control and fingertip force synchronization of precise grasp stability during unimanual manipulation of small objects represents an illustrative example of highly fractionated movements that are foundation of fine motor control. It is assumed that this process is controlled by several motor areas of the frontal lobe, particularly applicable to the primary motor (M-1) and dorsal premotor cortex (PMd). Aiming to examine the role of PMd during fine coordination of fingertip forces we applied theta burst repetitive magnetic stimulation (TBS) to disrupt neural processing in that cortical area. Methods. Using a single-blind, randomized, crossover design, 10 healthy subjects (29 ± 3.9 years) received single sessions of continuous TBS (cTBS600), intermittent TBS (iTBS600), or sham stimulation, separate from one another at least one week, over the PMd region of dominant hemisphere. Precision grasp and lift were assessed by instrumented device, recording grip (G) and loa...d (L) forces, during three manipulation tasks (ramp-and-hold, oscillation force producing and simple lifting tasks), with each hand separately, before and after interventions. Results. We observed the improvement of task performance related to constant error (CE) in oscillation task with the dominant hand (DH) after the iTBS (p = 0.009). On the contrary, the cTBS reduced variable error (VE) for non-dominant hand (NH), p = 0.005. Considering force coordination we found that iTBS worsened variables for NH (G/L ratio, p = 0.017; cross-correlation of the G and L, p = 0.047; Gain, p = 0.047). Conclusion. These results demonstrate the ability of TBS to modulate fingertip forces during precision grasping and lifting, when applied over PMd. These findings support the role of PMd in human motor control and forces generation required to hold small objects stable in our hands.

Uvod/Cilj. Adaptivna kontrola i sinhronizacija sila prstiju šake tokom preciznog hvata pri manipulisanju malim predmetima jednom rukom predstavlja ilustrativni primer visoko frakcionisanih pokreta koji predstavljaju temelj motorne kontrole preciznih pokreta. Pretpostavlja se da ovim procesom upravlja nekoliko motornih oblasti frontalnog režnja, i to prvenstveno primarni motorni (M-1) i dorzalni premotorni korteks (PMd). Cilj istraživanja bio je ispitivanje uloge PMd-a tokom vršenja pokreta koji zahtevaju finu koordinaciju sila prstiju šake. U istraživanju smo primenili ponavljanu magnetnu stimulaciju pražnjenjima u teta frekvenciji, kako bi ometali neuralno procesiranje u toj oblasti moždane kore. Metode. Primenom jednostrano slepe studije, uz nasumičnu raspodelu i ukršteni dizajn, 10 zdravih ispitanika (29 ± 3,9 godina) bilo je izloženo pojedinačnim sesijama kontinuirane magnetne stimulacije (cTBS600), ili intermitentne ponavljane magnetne stimulacije (iTBS600), pražnjenjima u teta fr...ekvenciji kao i prividnoj stimulaciji iznad PMd regiona dominantne hemisfere, odvojenih međusobno, najkraće nedelju dana. Precizanost hvata šake i podizanja procenjivani su uređajem koji je registrovao silu stiska (G) i silu podizanja (L) prilikom izvođenja tri zadatka (zadatak sa zadatim profilom L, zadatak sa oscilatornim variranjem nivoa L i zadatak sa podizanjem), koji su izvođeni sa obe ruke odvojeno, i to pre i nakon svake intervencije. Rezultati. Nakon primene iTBS protokola zabeleženo je poboljšanje izvođenja iskazano konstantnom greškom (CE) u zadatku sa oscilatornim variranjem nivoa L, kada je izvođen dominantnom rukom (DH), p = 0.009. Suprotno tome, primena cTBS protokola dovela je do smanjenja promenjive greške (VE) za nedominantnu ruku (NH), p = 0.005. Sa aspekta koordinacije sila utvrđeno je da je iTBS protokol doveo do pogoršanja rezultata praćenih pokazatelja za nedominantnu ruku (G/L odnos, p = 0.017; korelacija G i L, p = 0.047; prirast sile p = 0.047). Zaključak. Rezultati našeg istraživanja ukazuju na mogućnost modulacije sila prstiju šake tokom preciznog hvata i podizanja, ukoliko se TBS primeni iznad PMd-a. Dobijeni nalazi podržavaju ulogu PMd u motornoj kontroli i generisanju sila neophodnih za stabilno držanje malih predmeta kod ljudi.

Keywords:
motor cortex / transcranial magnetic stimulation / hand strength / motorna kora / transkranijalna magnetna stimulacija / ruka / snaga
Source:
Vojnosanitetski pregled, 2017, 74, 6, 526-535
Publisher:
  • Vojnomedicinska akademija - Institut za naučne informacije, Beograd
Funding / projects:
  • Cellular and molecular basis of neuroinflamation: potential targets for translational medicine and therapy (RS-41014)
  • Ćelijski i molekularni mehanizmi regilacije hematopoeze (RS-145048)

DOI: 10.2298/VSP151120249D

ISSN: 0042-8450

WoS: 000404647700003

Scopus: 2-s2.0-85020810185
[ Google Scholar ]
URI
http://rimi.imi.bg.ac.rs/handle/123456789/810
Collections
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
Institution/Community
Institut za medicinska istraživanja
TY  - JOUR
AU  - Drljačić, Dragana
AU  - Pajić, Sanja
AU  - Nedeljković, Aleksandar
AU  - Milanović, Slađan
AU  - Ilić, Tihomir V.
PY  - 2017
UR  - http://rimi.imi.bg.ac.rs/handle/123456789/810
AB  - Background/Aim. Adaptive control and fingertip force synchronization of precise grasp stability during unimanual manipulation of small objects represents an illustrative example of highly fractionated movements that are foundation of fine motor control. It is assumed that this process is controlled by several motor areas of the frontal lobe, particularly applicable to the primary motor (M-1) and dorsal premotor cortex (PMd). Aiming to examine the role of PMd during fine coordination of fingertip forces we applied theta burst repetitive magnetic stimulation (TBS) to disrupt neural processing in that cortical area. Methods. Using a single-blind, randomized, crossover design, 10 healthy subjects (29 ± 3.9 years) received single sessions of continuous TBS (cTBS600), intermittent TBS (iTBS600), or sham stimulation, separate from one another at least one week, over the PMd region of dominant hemisphere. Precision grasp and lift were assessed by instrumented device, recording grip (G) and load (L) forces, during three manipulation tasks (ramp-and-hold, oscillation force producing and simple lifting tasks), with each hand separately, before and after interventions. Results. We observed the improvement of task performance related to constant error (CE) in oscillation task with the dominant hand (DH) after the iTBS (p = 0.009). On the contrary, the cTBS reduced variable error (VE) for non-dominant hand (NH), p = 0.005. Considering force coordination we found that iTBS worsened variables for NH (G/L ratio, p = 0.017; cross-correlation of the G and L, p = 0.047; Gain, p = 0.047). Conclusion. These results demonstrate the ability of TBS to modulate fingertip forces during precision grasping and lifting, when applied over PMd. These findings support the role of PMd in human motor control and forces generation required to hold small objects stable in our hands.
AB  - Uvod/Cilj. Adaptivna kontrola i sinhronizacija sila prstiju šake tokom preciznog hvata pri manipulisanju malim predmetima jednom rukom predstavlja ilustrativni primer visoko frakcionisanih pokreta koji predstavljaju temelj motorne kontrole preciznih pokreta. Pretpostavlja se da ovim procesom upravlja nekoliko motornih oblasti frontalnog režnja, i to prvenstveno primarni motorni (M-1) i dorzalni premotorni korteks (PMd). Cilj istraživanja bio je ispitivanje uloge PMd-a tokom vršenja pokreta koji zahtevaju finu koordinaciju sila prstiju šake. U istraživanju smo primenili ponavljanu magnetnu stimulaciju pražnjenjima u teta frekvenciji, kako bi ometali neuralno procesiranje u toj oblasti moždane kore. Metode. Primenom jednostrano slepe studije, uz nasumičnu raspodelu i ukršteni dizajn, 10 zdravih ispitanika (29 ± 3,9 godina) bilo je izloženo pojedinačnim sesijama kontinuirane magnetne stimulacije (cTBS600), ili intermitentne ponavljane magnetne stimulacije (iTBS600), pražnjenjima u teta frekvenciji kao i prividnoj stimulaciji iznad PMd regiona dominantne hemisfere, odvojenih međusobno, najkraće nedelju dana. Precizanost hvata šake i podizanja procenjivani su uređajem koji je registrovao silu stiska (G) i silu podizanja (L) prilikom izvođenja tri zadatka (zadatak sa zadatim profilom L, zadatak sa oscilatornim variranjem nivoa L i zadatak sa podizanjem), koji su izvođeni sa obe ruke odvojeno, i to pre i nakon svake intervencije. Rezultati. Nakon primene iTBS protokola zabeleženo je poboljšanje izvođenja iskazano konstantnom greškom (CE) u zadatku sa oscilatornim variranjem nivoa L, kada je izvođen dominantnom rukom (DH), p = 0.009. Suprotno tome, primena cTBS protokola dovela je do smanjenja promenjive greške (VE) za nedominantnu ruku (NH), p = 0.005. Sa aspekta koordinacije sila utvrđeno je da je iTBS protokol doveo do pogoršanja rezultata praćenih pokazatelja za nedominantnu ruku (G/L odnos, p = 0.017; korelacija G i L, p = 0.047; prirast sile p = 0.047). Zaključak. Rezultati našeg istraživanja ukazuju na mogućnost modulacije sila prstiju šake tokom preciznog hvata i podizanja, ukoliko se TBS primeni iznad PMd-a. Dobijeni nalazi podržavaju ulogu PMd u motornoj kontroli i generisanju sila neophodnih za stabilno držanje malih predmeta kod ljudi.
PB  - Vojnomedicinska akademija - Institut za naučne informacije, Beograd
T2  - Vojnosanitetski pregled
T1  - Complex modulation of fingertip forces during precision grasp and lift after theta burst stimulation over the dorsal premotor cortex
T1  - Kompleksna modulacija sila tokom preciznog hvata šake primenom ponavljane transkranijalne magnetne stimulacije pražnjenjima u teta frekvenciji iznad dorzalnog premotornog korteksa
EP  - 535
IS  - 6
SP  - 526
VL  - 74
DO  - 10.2298/VSP151120249D
UR  - conv_4062
ER  - 
@article{
author = "Drljačić, Dragana and Pajić, Sanja and Nedeljković, Aleksandar and Milanović, Slađan and Ilić, Tihomir V.",
year = "2017",
abstract = "Background/Aim. Adaptive control and fingertip force synchronization of precise grasp stability during unimanual manipulation of small objects represents an illustrative example of highly fractionated movements that are foundation of fine motor control. It is assumed that this process is controlled by several motor areas of the frontal lobe, particularly applicable to the primary motor (M-1) and dorsal premotor cortex (PMd). Aiming to examine the role of PMd during fine coordination of fingertip forces we applied theta burst repetitive magnetic stimulation (TBS) to disrupt neural processing in that cortical area. Methods. Using a single-blind, randomized, crossover design, 10 healthy subjects (29 ± 3.9 years) received single sessions of continuous TBS (cTBS600), intermittent TBS (iTBS600), or sham stimulation, separate from one another at least one week, over the PMd region of dominant hemisphere. Precision grasp and lift were assessed by instrumented device, recording grip (G) and load (L) forces, during three manipulation tasks (ramp-and-hold, oscillation force producing and simple lifting tasks), with each hand separately, before and after interventions. Results. We observed the improvement of task performance related to constant error (CE) in oscillation task with the dominant hand (DH) after the iTBS (p = 0.009). On the contrary, the cTBS reduced variable error (VE) for non-dominant hand (NH), p = 0.005. Considering force coordination we found that iTBS worsened variables for NH (G/L ratio, p = 0.017; cross-correlation of the G and L, p = 0.047; Gain, p = 0.047). Conclusion. These results demonstrate the ability of TBS to modulate fingertip forces during precision grasping and lifting, when applied over PMd. These findings support the role of PMd in human motor control and forces generation required to hold small objects stable in our hands., Uvod/Cilj. Adaptivna kontrola i sinhronizacija sila prstiju šake tokom preciznog hvata pri manipulisanju malim predmetima jednom rukom predstavlja ilustrativni primer visoko frakcionisanih pokreta koji predstavljaju temelj motorne kontrole preciznih pokreta. Pretpostavlja se da ovim procesom upravlja nekoliko motornih oblasti frontalnog režnja, i to prvenstveno primarni motorni (M-1) i dorzalni premotorni korteks (PMd). Cilj istraživanja bio je ispitivanje uloge PMd-a tokom vršenja pokreta koji zahtevaju finu koordinaciju sila prstiju šake. U istraživanju smo primenili ponavljanu magnetnu stimulaciju pražnjenjima u teta frekvenciji, kako bi ometali neuralno procesiranje u toj oblasti moždane kore. Metode. Primenom jednostrano slepe studije, uz nasumičnu raspodelu i ukršteni dizajn, 10 zdravih ispitanika (29 ± 3,9 godina) bilo je izloženo pojedinačnim sesijama kontinuirane magnetne stimulacije (cTBS600), ili intermitentne ponavljane magnetne stimulacije (iTBS600), pražnjenjima u teta frekvenciji kao i prividnoj stimulaciji iznad PMd regiona dominantne hemisfere, odvojenih međusobno, najkraće nedelju dana. Precizanost hvata šake i podizanja procenjivani su uređajem koji je registrovao silu stiska (G) i silu podizanja (L) prilikom izvođenja tri zadatka (zadatak sa zadatim profilom L, zadatak sa oscilatornim variranjem nivoa L i zadatak sa podizanjem), koji su izvođeni sa obe ruke odvojeno, i to pre i nakon svake intervencije. Rezultati. Nakon primene iTBS protokola zabeleženo je poboljšanje izvođenja iskazano konstantnom greškom (CE) u zadatku sa oscilatornim variranjem nivoa L, kada je izvođen dominantnom rukom (DH), p = 0.009. Suprotno tome, primena cTBS protokola dovela je do smanjenja promenjive greške (VE) za nedominantnu ruku (NH), p = 0.005. Sa aspekta koordinacije sila utvrđeno je da je iTBS protokol doveo do pogoršanja rezultata praćenih pokazatelja za nedominantnu ruku (G/L odnos, p = 0.017; korelacija G i L, p = 0.047; prirast sile p = 0.047). Zaključak. Rezultati našeg istraživanja ukazuju na mogućnost modulacije sila prstiju šake tokom preciznog hvata i podizanja, ukoliko se TBS primeni iznad PMd-a. Dobijeni nalazi podržavaju ulogu PMd u motornoj kontroli i generisanju sila neophodnih za stabilno držanje malih predmeta kod ljudi.",
publisher = "Vojnomedicinska akademija - Institut za naučne informacije, Beograd",
journal = "Vojnosanitetski pregled",
title = "Complex modulation of fingertip forces during precision grasp and lift after theta burst stimulation over the dorsal premotor cortex, Kompleksna modulacija sila tokom preciznog hvata šake primenom ponavljane transkranijalne magnetne stimulacije pražnjenjima u teta frekvenciji iznad dorzalnog premotornog korteksa",
pages = "535-526",
number = "6",
volume = "74",
doi = "10.2298/VSP151120249D",
url = "conv_4062"
}
Drljačić, D., Pajić, S., Nedeljković, A., Milanović, S.,& Ilić, T. V.. (2017). Complex modulation of fingertip forces during precision grasp and lift after theta burst stimulation over the dorsal premotor cortex. in Vojnosanitetski pregled
Vojnomedicinska akademija - Institut za naučne informacije, Beograd., 74(6), 526-535.
https://doi.org/10.2298/VSP151120249D
conv_4062
Drljačić D, Pajić S, Nedeljković A, Milanović S, Ilić TV. Complex modulation of fingertip forces during precision grasp and lift after theta burst stimulation over the dorsal premotor cortex. in Vojnosanitetski pregled. 2017;74(6):526-535.
doi:10.2298/VSP151120249D
conv_4062 .
Drljačić, Dragana, Pajić, Sanja, Nedeljković, Aleksandar, Milanović, Slađan, Ilić, Tihomir V., "Complex modulation of fingertip forces during precision grasp and lift after theta burst stimulation over the dorsal premotor cortex" in Vojnosanitetski pregled, 74, no. 6 (2017):526-535,
https://doi.org/10.2298/VSP151120249D .,
conv_4062 .

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
About RIMI | Send Feedback

OpenAIRERCUB
 

 

All of DSpaceCommunitiesAuthorsTitlesSubjectsThis institutionAuthorsTitlesSubjects

Statistics

View Usage Statistics

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
About RIMI | Send Feedback

OpenAIRERCUB