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Vestibulospinal influences on lower limb motoneurons

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Abstract:

Galvanic vestibular stimulation (GVS) is a research tool used to activate the vestibular system in human subjects. When a low-intensity stimulus (1–4 mA) is delivered percutaneously to the vestibular nerve, a transient electromyographic response is observed a short time later in lower limb muscles. Typically, galvanically evoked responses are present when the test muscle is actively engaged in controlling standing balance. However, there is evidence to suggest that GVS may be able to modulate the activity of lower limb muscles when subjects are not in a free-standing situation. The purpose of this review is to examine 2 studies from our laboratory that examined the effects of GVS on the lower limb motoneuron pool. For instance, a monopolar monaural galvanic stimulus modified the amplitude of the ipsilateral soleus H-reflex. Furthermore, bipolar binaural GVS significantly altered the onset of activation and the initial firing frequency of gastrocnemius motor units. The following paper examines the effects of GVS on muscles that are not being used to maintain balance. We propose that GVS is modulating motor output by influencing the activity of presynaptic inhibitory mechanisms that act on the motoneuron pool.Key words: galvanic vestibular stimulation, h-reflex, motor unit, vestibulospinal, human.

La stimulation vestibulaire galvanique (SVG) est un outil de recherche utilisé pour activer le système vestibulaire de sujets humains. Lorsqu'un stimulus de faible intensité (1-4 mA) est appliqué de façon percutanée au nerf vestibulaire, une réponse électromyographique transitoire est observée après un court laps de temps au niveau des muscles des membres inférieurs. Typiquement, les réponses évoquées de façon galvanique sont présentes lorsque le muscle est activement engagé dans le contrôle de l'équilibre. Cependant, certaines évidences suggèrent que la SVG soit capable de moduler l'activité des muscles des membres inférieurs lorsque les sujets ne sont pas en situation de recherche d'équilibre. Le but de cette revue est d'examiner 2 études effectuées dans notre laboratoire des effets de la SVG sur le pool de motoneurones des membres inférieurs. Par exemple, un stimulus galvanique mono-polaire et monaural a modifié l'amplitude du réflexe H du soléus ipsilatéral. De plus, une SVG bipolaire binaurale a altéré significativement l'attaque de l'activation et la fréquence initiale de décharge des unités motrices du muscle gastrocnémien. Cet article examine les effets de la SVG sur les muscles qui ne sont pas impliqués dans le contrôle de l'équilibre. Nous proposons que la SVG module la réponse motrice en influençant l'activité des mécanismes pré-synaptiques inhibiteurs qui agissent sur le pool de motoneurones.Mots clés : stimulation galvanique vestibulaire, réflexe H, unité motrice, vestibulospinal, humain.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2004

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