Meeting 1
Topic 1 – Perception and motor system
Chapter 9 – Organization of the motor system (blz 232 - 250)
Hoe het zenuwstelsel werkt - voorbeeld met pakken van een mok:
1. Visual system inspecteert de mok om te bepalen welk deel
vastgepakt kan worden
2. De visual cortex stuurt deze informatie naar motor cortex systemen
dat de beweging plannen en initiëren; instructies sturen naar de
delen van de spinal cord dat controle heeft over je arm en
handspieren.
3. Wanneer de mok gepakt wordt, gaat er informatie van de
sensorische receptoren van je vingers naar je spinal cord, waar de
sensorische gebieden van de cortex ‘aanraking’ interpreteren
4. De sensorische cortex informeert de motorische cortex dat de mok
vastgehouden wordt
5. De subcortical basal ganglia helpt om de geschikte hoeveelheid
kracht te produceren voor het pakken van de mok en de cerebellum helpt om de timing en accuraatheid
te reguleren
9.1 The neocortex: Initiating movement
Er zijn 4 neo-corticale gebieden die bewegingen produceren:
1. Posterior cortex: specificeert bewegingsdoelen en stuurt
sensorische informatie uit van visie, aanraking en gehoor via
meerdere routes naar de frontale regio’s. De meer directe routes
gaan via de primaire motorische cortex voor automatische
bewegingen. De indirecte routes door de temporal en frontal
cortex gaan over de bewegingen die bewuste controle vereisen.
2. Door instructies van de posterior cortex, genereert de prefrontal
cortex (PFC) een plan voor beweging dat langs de premotorische
en motorische cortex gaat.
3. De premotor cortex, direct anterior aan M1, zorgt voor een
bewegingsrepertoire (lexicon) dat andere bewegingen herkent
en gelijke of verschillende acties selecteert.
4. De lexicon van de primary motor cortex (M1, or brodmann’s
gebied 4) bestaat uit meer-elementaire gebieden dan premotor
lexicon, inclusief hand en mondbewegingen.
Wanneer een bewegingsdoel voorkomt in de posterior cortex, zijn er 2 routes voor acties.
1. Simpele beweging: premotor en motor cortex voeren de actie uit
2. Planning vereist: temporal en prefrontal cortex maken beslissingen en de premotor en motor cortex
voeren de geschikte bewegingen uit
Mapping the motor cortex using electrical stimulation
Penfield heeft elektrische stimulatie gebruikt om cortex van bewuste patiënten te ‘mappen’.
De meeste bewegingen worden getriggerd door stimulatie van de precentral gyrus primary motor cortex
(M1). Er is ook bewijs dat hete stimuleren van het dorsale gedeelte van de premotor cortex, beweging kan
produceren, dus dit gebied wordt gezien als aanvullend motor cortex.
Penfield heeft de resultaten samengevat door gebruik te maken van cartoons van lichaamsdelen om de
gebieden van M1 of premotor cortex te representeren, waar stimulatie zorgde voor beweging van die delen.
,Grote delen van de motor cortex reguleren hand, vinger, lip en tongbewegingen, wat ons precieze en fijne
motorische controle geeft over die delen. Delen van het lichaam waar we bredere motorische controle over
hebben, hebben kleinere representaties in de motor cortex.
Meerdere representaties in de motor cortex
Natural movement categories
Graziano heeft onderzoek gedaan naar elektrische stimulatie bij bewuste apen. Stimulatie zorgt voor acties:
‘ethologische categorieën van beweging’. Dit wordt zo genoemd omdat er bewegingen zijn die apen gebruiken
bij dagelijkse activiteiten.
De bewegingscategorieën hebben hetzelfde doel van locatie van de ledemaat of het gedrag van de aap.
Elektrische stimulatie dat resulteert in de hand omhoog komen naar de mond, vereist dezelfde beweging, maar
op verschillende manieren door het startpunt van de hand. Wanneer een gewicht hangt aan de arm, moet de
beweging compenseren voor de toegevoegde lading.
Er zijn corticale locaties van de premotor en motor cortex van verschillende bewegingen. Elke regio
representeert 3 typen organisatie: lichaamsdeel dat bewogen wordt, spatiale locatie naar waar de beweging
gericht is, en de functie van de beweging. Dit laat zien dat veel corticale mappen van het lichaam bestaan, maar
elke map representeert een andere actie, het deel van ruimte waarin de actie plaatsvindt en beoogde functie
van de actie. Bepaalde bewegingstypen werken samen, relatief naar het gedeelte van motor cortex, waarvan ze
opgewekt zijn vb. reiken naar verschillende delen van ruimte, wordt opgewekt door verschillende punten
van de ‘cortical reach map’. Deze corticale map is vrij flexibel, afhankelijk van de verleden ervaringen, recente
ervaringen, objecten beschikbaar om te reiken en net-voltooide acties.
Graziano’s topografie is consistent met Penfield’s map, met het idee dat volledige lichaamsbewegingen
gerepresenteerd zijn in de premotor cortex en meer discrete bewegingen in de motor cortex
Visual-parietal-motor connections
De motor cortex is niet de enige regio, waarvan bewegingen opgewekt kunnen worden. Gelijk functionele
bewegingen kunnen opgewekt worden door het elektrisch stimuleren van de parietal cortex.
Stap bewegingen worden opgewekt door meer dorsale parietal regio’s, reik bewegingen door medial parietal
regio’s en hand en mond bewegingen door ventral parietal regio’s.
Voorbeeld reiken naar een item. De visual cortex moet de locatie van het object en het object identificeren.
Gebaseerd op deze informatie, geeft de visual cortex instructies aan de parietal arm regio over de locatie van
het object en de hand regio over hoe het object gepakt kan worden. De parietal regio’s representeert de
sensorische receptoren op het lichaam, dat geactiveerd wordt wanneer er contact is met het object. De reik en
grijp regio’s van de parietal cortex maken verbinding met de reik en grijp regio’s van de motor cortex dat wordt
voor de beweging via paden naar de spinal cord. Verschillende combinaties van activiteit in de parietal-naar-
motor cortex paden, zijn onderliggend aan de complexiteit van onze bewegingen.
Samenvattend wat deze regio’s doen:
Visual cortex identificeert de spatiale locatie en vorm van de target
Parietal cortex identificeert het lichaamsdeel dat contact maakt met
het object
Motor cortex representeert elementen vereist om te bewegen en
vormt de coördinaten
de bewegingen zelf worden geïnitieerd door de breinstam of in de
spinal cord.
The movement lexicon
, Er is bewijs dat we een lexicon hebben van bewegingscategorieën in de hersenen. We gebruiken bijna allemaal
dezelfde grippatronen om dingen vast te pakken.
Vaardige bewegingen zijn deel van de woordenschat in een bewegingslexicon. Ze zijn gecodeerd in neurale
connecties als basis bewegingspatronen die voorkomen bij bepaalde soorten, die worden opgeroepen een
aangepast worden wanneer de situatie daarom vraagt.
Bevindingen laten zien dat de premotor en primary motor cortex een gemeenschappelijke bewegingslexicon
delen en dat de repertoire voor de premotor cortex complexer is dan M1.
De basisbewegingen opgewekt door de motor cortex kan uitgebreid worden naar andere acties door leren,
door werven van neurale circuits die gebruikt worden voor meer basis acties.
Een groot deel van leren bewegen gaat over leren hoe je voorgeorganiseerde bewegingspatronen moet
gebruiken om zowel vaardig als krachtig te zijn. Een deel van de rol van de neocortex in beweging is het
samenpakken van motorische reflexen om geleerde vaardige acties te vormen.
Onderzoek: aap moet de pols bewegen om een stok met gewichten te laten bewegen. Hieruit blijkt dat de
neurale activiteit verhoogd voor de beweging, wat suggereert dat motor-cortex betrokken is bij planning en
initiatie van de beweging. De neurale activiteit blijft tijdens de beweging wat suggereert dat de motor-cortex
ook betrokken is bij de uitvoering. Als laatste stijgt de neurale activiteit bij meer gewicht, wat suggereert dat de
motor-cortex neuronen de kracht van een beweging verhoogd door meer te vuren.
De motor-cortex zorgt ook voor specificatie van de richting van de beweging.
Bewegingen worden geproduceerd door een samenwerkende activiteit van populatie van cellen. Bepaalde
neuronen zijn maximaal actief wanneer de arm een bepaalde richting op gaat. Wanneer de arm de andere (dus
de voorkeur richting) richting op gaat, verminderd de activiteit.
Mirroring movement
Uit onderzoek blijkt dat een set neuronen in de ventral premotor gebieden niet alleen vuren wanneer de apen
zelf een beweging maken, maar ook wanneer ze een andere aap of persoon dezelfde beweging zien maken.
Deze mirror system neurons, coderen het doel voor actie. Ze reageren niet op objecten of foto’s/video’s van
beweging. Sommige mirror neurons hebben hele specifieke eisen, bijvoorbeeld een bepaalde handbeweging of
alleen kleine objecten pakken. Andere mirror neurons zijn breder en blijven reageren wanneer het grippatroon
of de grootte van het object veranderd.
Dus de target van de actie is belangrijker dan de details van de actie. Sommige mirror neurons kunnen gaten
vullen door een beweging te herkennen, wanneer die niet volledig zichtbaar is.
Core mirror neurons liggen in het core mirror neuron system, wat het ventral premotor (F5) en motor cortex en
ventrale regio’s van de parietal cortex bevat. Deze neuronen zijn ‘breder’ dan andere mirror neurons van de
premotor cortex en reageren op een brede range van acties. Mirror neurons in beide regio’s zijn transitief,
omdat ze reageren op acties die doelobjecten verkrijgen.
De human core mirror neuron system, reageert op transitieve acties. De mens heeft ook een distributed mirror
neuron system, die reageert op intransitieve acties, bewegingen waar geen doel voor is.
Bij apen overlapt de core mirror neuron system met de parietal-motor circuit. Bij mensen bevat de core mirror
system, Broca’s area.
De flexibele kenmerken van de mirror neurons onderliggen het vermogen om bewegingen voor te stellen en
acties van anderen te begrijpen.
Mirror neuron theory suggereert dat we onze acties begrijpen en die van anderen intern repliceren, hoe wij die
acties zouden uitvoeren. Dus ons cognitieve begrip van een acties ligt in de neurale systemen die die actie
produceren.
Topic 1 – Perception and motor system
Chapter 9 – Organization of the motor system (blz 232 - 250)
Hoe het zenuwstelsel werkt - voorbeeld met pakken van een mok:
1. Visual system inspecteert de mok om te bepalen welk deel
vastgepakt kan worden
2. De visual cortex stuurt deze informatie naar motor cortex systemen
dat de beweging plannen en initiëren; instructies sturen naar de
delen van de spinal cord dat controle heeft over je arm en
handspieren.
3. Wanneer de mok gepakt wordt, gaat er informatie van de
sensorische receptoren van je vingers naar je spinal cord, waar de
sensorische gebieden van de cortex ‘aanraking’ interpreteren
4. De sensorische cortex informeert de motorische cortex dat de mok
vastgehouden wordt
5. De subcortical basal ganglia helpt om de geschikte hoeveelheid
kracht te produceren voor het pakken van de mok en de cerebellum helpt om de timing en accuraatheid
te reguleren
9.1 The neocortex: Initiating movement
Er zijn 4 neo-corticale gebieden die bewegingen produceren:
1. Posterior cortex: specificeert bewegingsdoelen en stuurt
sensorische informatie uit van visie, aanraking en gehoor via
meerdere routes naar de frontale regio’s. De meer directe routes
gaan via de primaire motorische cortex voor automatische
bewegingen. De indirecte routes door de temporal en frontal
cortex gaan over de bewegingen die bewuste controle vereisen.
2. Door instructies van de posterior cortex, genereert de prefrontal
cortex (PFC) een plan voor beweging dat langs de premotorische
en motorische cortex gaat.
3. De premotor cortex, direct anterior aan M1, zorgt voor een
bewegingsrepertoire (lexicon) dat andere bewegingen herkent
en gelijke of verschillende acties selecteert.
4. De lexicon van de primary motor cortex (M1, or brodmann’s
gebied 4) bestaat uit meer-elementaire gebieden dan premotor
lexicon, inclusief hand en mondbewegingen.
Wanneer een bewegingsdoel voorkomt in de posterior cortex, zijn er 2 routes voor acties.
1. Simpele beweging: premotor en motor cortex voeren de actie uit
2. Planning vereist: temporal en prefrontal cortex maken beslissingen en de premotor en motor cortex
voeren de geschikte bewegingen uit
Mapping the motor cortex using electrical stimulation
Penfield heeft elektrische stimulatie gebruikt om cortex van bewuste patiënten te ‘mappen’.
De meeste bewegingen worden getriggerd door stimulatie van de precentral gyrus primary motor cortex
(M1). Er is ook bewijs dat hete stimuleren van het dorsale gedeelte van de premotor cortex, beweging kan
produceren, dus dit gebied wordt gezien als aanvullend motor cortex.
Penfield heeft de resultaten samengevat door gebruik te maken van cartoons van lichaamsdelen om de
gebieden van M1 of premotor cortex te representeren, waar stimulatie zorgde voor beweging van die delen.
,Grote delen van de motor cortex reguleren hand, vinger, lip en tongbewegingen, wat ons precieze en fijne
motorische controle geeft over die delen. Delen van het lichaam waar we bredere motorische controle over
hebben, hebben kleinere representaties in de motor cortex.
Meerdere representaties in de motor cortex
Natural movement categories
Graziano heeft onderzoek gedaan naar elektrische stimulatie bij bewuste apen. Stimulatie zorgt voor acties:
‘ethologische categorieën van beweging’. Dit wordt zo genoemd omdat er bewegingen zijn die apen gebruiken
bij dagelijkse activiteiten.
De bewegingscategorieën hebben hetzelfde doel van locatie van de ledemaat of het gedrag van de aap.
Elektrische stimulatie dat resulteert in de hand omhoog komen naar de mond, vereist dezelfde beweging, maar
op verschillende manieren door het startpunt van de hand. Wanneer een gewicht hangt aan de arm, moet de
beweging compenseren voor de toegevoegde lading.
Er zijn corticale locaties van de premotor en motor cortex van verschillende bewegingen. Elke regio
representeert 3 typen organisatie: lichaamsdeel dat bewogen wordt, spatiale locatie naar waar de beweging
gericht is, en de functie van de beweging. Dit laat zien dat veel corticale mappen van het lichaam bestaan, maar
elke map representeert een andere actie, het deel van ruimte waarin de actie plaatsvindt en beoogde functie
van de actie. Bepaalde bewegingstypen werken samen, relatief naar het gedeelte van motor cortex, waarvan ze
opgewekt zijn vb. reiken naar verschillende delen van ruimte, wordt opgewekt door verschillende punten
van de ‘cortical reach map’. Deze corticale map is vrij flexibel, afhankelijk van de verleden ervaringen, recente
ervaringen, objecten beschikbaar om te reiken en net-voltooide acties.
Graziano’s topografie is consistent met Penfield’s map, met het idee dat volledige lichaamsbewegingen
gerepresenteerd zijn in de premotor cortex en meer discrete bewegingen in de motor cortex
Visual-parietal-motor connections
De motor cortex is niet de enige regio, waarvan bewegingen opgewekt kunnen worden. Gelijk functionele
bewegingen kunnen opgewekt worden door het elektrisch stimuleren van de parietal cortex.
Stap bewegingen worden opgewekt door meer dorsale parietal regio’s, reik bewegingen door medial parietal
regio’s en hand en mond bewegingen door ventral parietal regio’s.
Voorbeeld reiken naar een item. De visual cortex moet de locatie van het object en het object identificeren.
Gebaseerd op deze informatie, geeft de visual cortex instructies aan de parietal arm regio over de locatie van
het object en de hand regio over hoe het object gepakt kan worden. De parietal regio’s representeert de
sensorische receptoren op het lichaam, dat geactiveerd wordt wanneer er contact is met het object. De reik en
grijp regio’s van de parietal cortex maken verbinding met de reik en grijp regio’s van de motor cortex dat wordt
voor de beweging via paden naar de spinal cord. Verschillende combinaties van activiteit in de parietal-naar-
motor cortex paden, zijn onderliggend aan de complexiteit van onze bewegingen.
Samenvattend wat deze regio’s doen:
Visual cortex identificeert de spatiale locatie en vorm van de target
Parietal cortex identificeert het lichaamsdeel dat contact maakt met
het object
Motor cortex representeert elementen vereist om te bewegen en
vormt de coördinaten
de bewegingen zelf worden geïnitieerd door de breinstam of in de
spinal cord.
The movement lexicon
, Er is bewijs dat we een lexicon hebben van bewegingscategorieën in de hersenen. We gebruiken bijna allemaal
dezelfde grippatronen om dingen vast te pakken.
Vaardige bewegingen zijn deel van de woordenschat in een bewegingslexicon. Ze zijn gecodeerd in neurale
connecties als basis bewegingspatronen die voorkomen bij bepaalde soorten, die worden opgeroepen een
aangepast worden wanneer de situatie daarom vraagt.
Bevindingen laten zien dat de premotor en primary motor cortex een gemeenschappelijke bewegingslexicon
delen en dat de repertoire voor de premotor cortex complexer is dan M1.
De basisbewegingen opgewekt door de motor cortex kan uitgebreid worden naar andere acties door leren,
door werven van neurale circuits die gebruikt worden voor meer basis acties.
Een groot deel van leren bewegen gaat over leren hoe je voorgeorganiseerde bewegingspatronen moet
gebruiken om zowel vaardig als krachtig te zijn. Een deel van de rol van de neocortex in beweging is het
samenpakken van motorische reflexen om geleerde vaardige acties te vormen.
Onderzoek: aap moet de pols bewegen om een stok met gewichten te laten bewegen. Hieruit blijkt dat de
neurale activiteit verhoogd voor de beweging, wat suggereert dat motor-cortex betrokken is bij planning en
initiatie van de beweging. De neurale activiteit blijft tijdens de beweging wat suggereert dat de motor-cortex
ook betrokken is bij de uitvoering. Als laatste stijgt de neurale activiteit bij meer gewicht, wat suggereert dat de
motor-cortex neuronen de kracht van een beweging verhoogd door meer te vuren.
De motor-cortex zorgt ook voor specificatie van de richting van de beweging.
Bewegingen worden geproduceerd door een samenwerkende activiteit van populatie van cellen. Bepaalde
neuronen zijn maximaal actief wanneer de arm een bepaalde richting op gaat. Wanneer de arm de andere (dus
de voorkeur richting) richting op gaat, verminderd de activiteit.
Mirroring movement
Uit onderzoek blijkt dat een set neuronen in de ventral premotor gebieden niet alleen vuren wanneer de apen
zelf een beweging maken, maar ook wanneer ze een andere aap of persoon dezelfde beweging zien maken.
Deze mirror system neurons, coderen het doel voor actie. Ze reageren niet op objecten of foto’s/video’s van
beweging. Sommige mirror neurons hebben hele specifieke eisen, bijvoorbeeld een bepaalde handbeweging of
alleen kleine objecten pakken. Andere mirror neurons zijn breder en blijven reageren wanneer het grippatroon
of de grootte van het object veranderd.
Dus de target van de actie is belangrijker dan de details van de actie. Sommige mirror neurons kunnen gaten
vullen door een beweging te herkennen, wanneer die niet volledig zichtbaar is.
Core mirror neurons liggen in het core mirror neuron system, wat het ventral premotor (F5) en motor cortex en
ventrale regio’s van de parietal cortex bevat. Deze neuronen zijn ‘breder’ dan andere mirror neurons van de
premotor cortex en reageren op een brede range van acties. Mirror neurons in beide regio’s zijn transitief,
omdat ze reageren op acties die doelobjecten verkrijgen.
De human core mirror neuron system, reageert op transitieve acties. De mens heeft ook een distributed mirror
neuron system, die reageert op intransitieve acties, bewegingen waar geen doel voor is.
Bij apen overlapt de core mirror neuron system met de parietal-motor circuit. Bij mensen bevat de core mirror
system, Broca’s area.
De flexibele kenmerken van de mirror neurons onderliggen het vermogen om bewegingen voor te stellen en
acties van anderen te begrijpen.
Mirror neuron theory suggereert dat we onze acties begrijpen en die van anderen intern repliceren, hoe wij die
acties zouden uitvoeren. Dus ons cognitieve begrip van een acties ligt in de neurale systemen die die actie
produceren.
