Heba, Stefanie

Contribution of the superior colliculus to error correction in the skeletomotor system

Während der Ausführung von Armbewegungen durch einen Primaten wurden elektrophysiologische Einzelzellableitungen im Colliculus superior des Versuchstieres vorgenommen. Der Versatz des Bewegungszieles in Koinzidenz mit dem Beginn der Armbewegung ermöglicht einen Vergleich zwischen der armkorrekturbedingten Änderung der neuronalen Entladungsrate und der einhergehenden kinematischen Veränderung. Hier zeigt sich eine unspezifische neuronale Antwort, die auf Modulation der Amplitude, der Dauer und des Beginns beruht, und nicht mit bisherigen Ergebnissen aus Ableitungen im primären Motorkortex und Parietalkortex in Deckung gebracht werden kann. Die colliculären Antworten zeigen nach 89^o ms(Vorzugsrichtung) und 99^o ms(Nicht-Vorzugsrichtung) signifikante Abweichungen gegenüber Kontrollbedingungen, und stellen die kürzesten neuronalen Latenzen in der Literatur. Mit Bezug auf die kinematischen Änderungen ergibt sich somit die Möglichkeit der funktionalen Steuerung von schnellen Armkorrekturen.

The experiments reveal neuronal responses during the correction of arm movements in the superior colliculus of the macaque monkey while it performed various reach-fixation tasks. When compared to unperturbed control movements the nonspecific spike rate aberrations of reach-related cells in the intermediate to deep collicular layers are caused by the modulation of amplitude, discharge duration and onset, thus are substantially different to the assembly-like pattern reported for neuronal responses in the primary motor cortex and the posterior parietal cortex. The shortest neuronal latencies to reach correction in literature are found in the collicular responses at hand, with shorter latencies for corrections into preferred (median: 89^o ms) than non-preferred (median: 99^o ms) directions. With respect to the onset of kinematic alterations during the correction of arm movements this proposes the possibility of a functional collicular contribution to skeletomotor actions.