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Somatosensory paths proceeding to spinal cord and brain — centripetal and centrifugal control for human movement

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The flow of fast-conducting somatosensory information proceeding from the human leg, and entering sensorimotor control processes, is modulated according to the demands of limb movement. Both centripetal (proceeding in from sensory receptor discharge) and centrifugal (proceeding out from motor control centres) convergences can cause modulation, as seen in human, dog, and cat studies. Spinal H-reflexes appear to be strongly centripetally modulated in magnitude, as do initial somatosensory-evoked potentials recorded from the scalp following transmission in fast-conducting afferents from the leg. From the brain and from locomotor pattern-generators, there is also centrifugal control onto fast-conducting somatosensory pathways from the leg, both serving spinal reflexes and ascending to the brain. One expression of the centrifugal control appears to be pattern-generator modulation of cutaneous reflexes. Centrifugal control also can be seen premovement, as spinal H-reflex facilitation. Further, it can be observed as reduction of reception at somatosensory cerebral cortex, when motor learning has occurred or when stimuli are less salient for the task. Fourteen research developments have been identified that involve the generalizability of effects, specific mechanisms, and somatosensory modulation in predictive control.Key words: feedback, feedforward, modulation, prediction, somatosensory evoked potential (SEP), H-reflex.

Le flot d'informations somatosensorielles de conduction rapide provenant de la jambe humaine, et entrant dans les processus de contrôle sensorimoteurs, est modulé en fonction des demandes de mouvement de la jambe. Tant les convergences centripètes (provenant de la décharge des récepteurs sensoriels) que centrifuges (issues des centres de contrôle moteurs) peuvent induire la modulation observée dans les études chez les humains, les chiens et les chats. Les réflexes-H spinaux semblent être fortement modulés en amplitude par voie centripète, comme le sont les premiers potentiels évoqués somatosensoriels enregistrés sur le cuir chevelu, après la transmission dans les afférences de conduction rapide de la jambe. À partir de cerveau et des générateurs des patrons locomoteurs, il y a aussi un contrôle sur les voies somatosensorielles de conduction rapide de la jambe, servant les réflexes spinaux et projetant vers le cerveau. Une expression du contrôle centrifuge semble être la modulation des réflexes cutanés par les générateurs de patrons. La régulation centrifuge peut aussi être observée en pré-mouvement, comme la facilitation des réflexes-H spinaux. Elle peut aussi être observée comme une réduction de réception au niveau du cortex cérébral somatosensoriel lorsque l'apprentissage moteur a eu lieu ou que les stimuli sont moins saillants pour la tâche. Quatorze avancées de recherche intéressantes ont été identifiées, impliquant la possibilité généralisation des effets, les mécanismes spécifiques et la modulation somatosensorielle dans le contrôle prédictif.Mots clés : rétroaction, proaction, modulation, prédiction, potentiel évoqué somatosensoriel (PÉS), réflexe-H.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-07-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports current research in all aspects of physiology, nutrition, pharmacology, and toxicology, contributed by recognized experts and scientists. It publishes symposium reviews and award lectures and occasionally dedicates entire issues or portions of issues to subjects of special interest to its international readership.
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