Elaborazione delle proprietà visuomotorie degli oggetti nella corteccia pre-supplementare motoria (F6) del macaco

Abstract

La corteccia motoria pre-supplementare (F6) fa parte del sistema motorio corticale deputato al controllo di atti motori. In particolare, a quest’area sono state attribuite proprietà funzionali di “ordine superiore” riguardanti, soprattutto, la codifica della sequenza temporale delle azioni, la loro preparazione e il loro controllo durante l’esecuzione. Tuttavia, le proprietà sensoriali e motorie dei neuroni di F6, al contrario di altre aree premotorie, sono state poco studiate fino ad oggi. Lo studio qui presentato si è posto l’obiettivo di studiare le proprietà sensorimotorie dei neuroni di F6 attraverso un compito visuomotorio di osservazione e raggiungimento-afferramento di vari tipi di oggetti, unitamente a un esperimento di microstimolazione intracranica. I risultati mostrano che una parte dei neuroni dell’area F6 scarica in maniera differenziale in relazione all’oggetto-bersaglio. Sono state individuate tre classi di neuroni di F6 che mostrano questo comportamento: motori puri, visivi puri e visuo-motori. I risultati mostrano, inoltre, che la selettività nella codifica dell’oggetto dipende dalla possibilità per la scimmia di interagire con l’oggetto-bersaglio. Lo studio di microstimolazione elettrica intracorticale ha mostrato che le regioni di F6 più eccitabili elettricamente sono quelle più caudali e che proprio in corrispondenza di queste regioni si trova la maggior parte dei neuroni caratterizzati da selettività motoria per gli oggetti. Alla luce dei risultati trovati, si può ipotizzare che F6 faccia parte di un vasto circuito corticale per l’afferramento, svolgendo un’importante funzione sia nell’apprendimento di associazioni visuomotorie sia nel fornire informazioni riguardo al contesto in cui avviene l’azione, alla possibilità di agire e all’organizzazione temporale del movimento.

The pre-supplementary motor cortex (F6) is part of the cortical motor system involved in control of motor actions. The role of this area has been related to the elaboration of “high order" functions, like coding of the temporal sequence of actions, their preparation and their control during execution. However, the sensory and motor properties of neurons of F6, unlike those of other premotor areas, have been little studied to date. The study presented here attempts to analyze the sensorimotor properties of F6 neurons through a visuomotor observation task and a reaching-grasping task of various types of objects, together with an experiment of intracranial microstimulation. The results show that a part of neurons in area F6 discharges differentially according to the object-target type. There were three classes of F6 neurons that showed this behavior: purely motor, purely visual and visuo-motor. The results also show that the selectivity in object encoding relies on the possibility for the monkey to interact with the object-target. The study of intracortical electric microstimulation showed that the more electrically excitable regions of F6 are the most caudal and that in these region are situated the most of neurons characterized by motor selectivity for objects. In this context, it can be assumed that F6 is part of a large cortical circuit for grasping. This area may play an important role both in learning visuomotor associations and in providing information about the context in which the action takes place, the possibility of action and the temporal organization of the movement.