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Go/Nogo 과제수행에 따른 상위중추신경과 척추운동신경의 변화가 운동실행과 제어에 미치는 영향

The Effects of Changes of Upper Central Nerve and Spinal Motor Nerve by Go/Nogo Task on Exercise Performance and Motor Control

김승열
한국운동생리학회|2014.02|운동과학 (Exercise Science)|제23권 제1호|pp. 13-22|DOI 10.15857/ksep.2014.23.1.13

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P300운동제어motor controlspinal motor neuron척추운동신경레벨

초록

본 연구는 Go/Nogo과제를 수행함에 있어서, 상위중추 레벨과 척추운동신경레벨의 변화가 운동의 실행과 제어에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하기 위해 전기 생리학적 지표인 ERPs(event-related potentials)의 P300과 H 반사를 이용해서 검토했다. 본 연구에 참가한 피험자는 규칙적인 운동을 하지 않는 건강한 일반인 남성 20명(26.10±3.70세)을 대상으로 했다. 본 연구를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 상위중추 레벨에 있어서는 S2 자극제시 후 154~278 ms, 316~452 ms에 Go 시행과 Nogo 시행 사이에 차이가 나타났다. 둘째, 척추레벨에 있어서는 Go 시행에 있어서 H 반사의 진폭은 S2 제시 후 약 150 ms부터 증가하고, Nogo 시행에 있어서 진폭은 S2 자극 제시 후 일관해서 시계열적인 변동이 나타나지 않았다. 따라서 S2 자극 제시 후 약 150 ms에 상위중추 레벨, 척추레벨에 Go 시행과 Nogo 시행의 차이가 있다는 것이 확인되었다. 따라서 Go시행과 Nogo시행에 관한 의지결정은 N200성분 이전에 나타나고 있다고 사료된다.

Abstract

The purpose of the study was to examine the effects of changes of upper central nerve and spinal motor nerve by Go/Nogo task on the exercise performance and motor control. This study was conducted on 20 healthy undergraduates(26.10±3.70 yrs) who have not participated in regular exercises. Changes in event-related potentials(ERPs) and H reflex were recorded in a process of a Go/Nogo task, where a time-series analysis was made, and motor performance and control were reviewed at the levels of the upper central nervous system and the spinal column, respectively. The results of the study are as follows: First, after S2 stimulus to the upper central nervous system, Go/Nogo showed differences between 154 ms and 278 ms and between 316 ms and 452 ms. Second, after S2 stimulus to the spinal column, H-reflex amplitude increased from 150 ms with respect to Go task. With respect to Nogo task, however, time-series changes were not observed. Therefore, this study found that a difference occurred between Go/Nogo about 150 ms after S2 stimuli were given to the upper central nervous system and the spinal column, which implies that a Go/Nogo decision is made at least before the N2 component.

참고문헌 (56)

  1. 김승열, "단기간 반복적 수의운동이 운동관련뇌전위(Movement-Related Cortical Potentials: MRCPs)에 미치는 영향", 한국체육학회지, 51(4), pp.149~158 (2012), 한국체육학회
  2. 김승열, "신체활동 수준이 고령자의 운동관련뇌전위에 미치는 영향", 한국체육과학회지, 21(6), pp.1259~1268 (2012), 한국체육과학회
  3. 김승열, "성인남성의 고강도 운동 후 회복시간의 차이가 중추신경계에 미치는 영향", 한국체육과학회지, 22(5), pp.1439~1451 (2013), 한국체육과학회
  4. 김승열, "운동학습 과정에 따른 뇌 속 운동준비 상태의 변화 :운동관련뇌전의(Movement-Related Cortical Potentials; MRCPs)", 한국체육학회지, 52(5), pp.319~330 (2013), 한국체육학회
  5. 김승열, "라디오 체조운동이 중․고령자의 P300에 미치는 영향", 한국여성체육학회지, 27(3), pp.139~155 (2013), 한국여성체육학회
  6. 道兔和久, "運動反射と運動制御理論", バイオメカニズム学会誌, 23(3), pp.140~145 (1995)
  7. 麓信義, "運動行動の学習と制御（動作制御へのインターディシプリナリーㆍアプローチ" (2006), 杏林書院
  8. 笠井達哉, "反応時間法とＨ反射法を使った人随意運動の解析", J. J. Sports science, 13, pp.131~142 (1994)
  9. 西平賀昭, "随意動作習熟過程解析のための事象関連電位早期成分の重要性", 体力科学, 50(1), pp.159~164 (2001)
  10. 西平賀昭, "運動と高次神経機能（運動の脳内機能を探検する" (2005), 杏林書院
  11. 笠井達哉, "反小宮山伴志, 笠井達哉 (1993). 単純及び選択遂行時の 主働筋Ｈ反射の促通動態", 体力科学, 42(2), pp.189~200 (1994)
  12. 小宮山伴志, "Ｈ反射による随意運動調節機構の解析", 臨床脳波, 30(9), pp.573~576 (1998)
  13. 田中勱作, "Ｈ反射―ヒトにおける神経生理学研究の一技法", 日本生理学雑誌, 48, pp.719~734 (1986)
  14. 田中勱作, "随意運動制御の脊髄神経機構", 神経科学レビュー, pp.61~91 (1989)
  15. 河合一武, "運動条件の違いが主働筋Ｈ反射の促通に与える影響", 体力科学, 43(5), pp.352~360 (1994)
  16. Benikos, N., "Short-term training in the Go", Nogo task: behavioural and neural changes depend on task demands, 2013, pp.87(3), 301~312
  17. Bokura, H., "Electrophysiological correlates for response inhibition in a Go", No-Go task, 2001, pp.112(12), 2224~2232
  18. Bokura, H., "Eventrelated potentials for response inhibition in Parkinson’s disease", Neuropsychologia, 43(6), pp.967~975 (2005)
  19. Bruin, K. J., "Response priming in a go", nogo task: do we have to expl ain the go, Clinical Neurophysiology, pp.2001, 112(9)[DOI]
  20. Bruin. K. J., "Inhibition, response mode, and stimulus probability: a comparative event-related potential study", Clinical Neurophysiology, 113(7), pp.1172~1182 (2002)
  21. Brunner, J. F., "Long-term test-retest reliability of the P3 NoGo wave and two independent components decomposed from the P3 NoGo wave in a visual Go", NoGo task, 2013, pp.89(1), 106~114
  22. Criaud, M., "Have we been asking the right questions when assessing response inhibition in go", no-go tasks with fMRI? A meta-analysis and critical review, 2013, pp.37(1), 11~23
  23. De Blasio, F. M., "Prestimulus EEG amplitude determinants of ERP responses in a habituation paradigm", Int. Jour. Psychophysio, 89(1), pp.106~114 (2013)
  24. Duzova, H., "Correlation between event-related potential component and oxide in maximal anaerobic exercise among sportsmen trained at various levels", Int. J. Neurosci, 115(10), pp.1353~1373 (2005)
  25. Eimer, M., "Effects of attention and Stimulus probability on ERPs in a Go", Nogo task, 1993, pp.35(2), 123~138
  26. Falkenstein, M., "ERP components in Go", Nogo tasks and their relation to inhibition, 1999, pp.101(2), 267~291
  27. Falkenstein, M., "Late ERP components in visual and auditory Go", Nogo tasks, 1995, pp.96(1), 36~43
  28. Fallgatter, A. J., "The NoGo-anteriorization as a neurophysiogical standard-index for cognitive response control", International Journal of Psychophysiology, 32(3), pp.233~238 (1999)
  29. Filipovi, S. R., "Cortical potentials related to the nogo decision", Experimental Brain Research, 132(3), pp.411~415 (2000)
  30. Funase, K., "Threshold of the soleus H-reflex is less sensitive to the change in excitability of the motoneuron pool during plantarflexion or dorsiflexion in man", Eur. J. Appl. Physiol, 69(1), pp.21~25 (1994)
  31. Gaillard, A. W. K., "Effect of warning-signal modality on the contingent negative variation(CNV)", Biol. Psychol, 4(2), pp.139~154 (1976)
  32. Grego, F., "Effect of long duration exercise on cognitive function, blood, glucose, and counterregulatory hormones in male cyclists", Neurosci. lett, 364(2), pp.76~80 (2004)
  33. Hoshiyama, M., "Temporal changes of pyramidal tract activities after decision of movement:a study using transcranial magentic stimulation of the motor cortex in humans", Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 105(4), pp.255~261 (1997)
  34. Hultborn, H., "Changes in presynaptic inhibition of Ia fibres at the onset of voluntary contraction in man", Journal of physiology, 389, pp.752~772 (1987)
  35. Jasper, H. H., "The ten twenty electrode system of the International Federation", Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 10, pp.371~375 (1958)
  36. Jodo, E., "Effect of practice on the P300in a Go", NoGo task, 1990, pp.76(3), 249~257
  37. Jodo, E., "Relation of a negative ERP component to response inhibition in a Go", No-go task, 1992, pp.82(6), 477~482
  38. Johnstone, S., "Age-related changes in child and adolescent eventrelated potential component morphology, amplitude and latency to standard and target stimuli in an auditory oddball task", Int. J. Psychophysiol, 24(3), pp.223~238 (1996)
  39. Kagamihara, Y., "Facilitation of agonist motoneurons upon initiation of rapid and slow voluntary movements in man", Neuroscienec Research, 14(1), pp.1~11 (1992)
  40. Kamijo, K., "The interactive effect of exercise intensity and task difficulty on human cognitive processing", Int. J. Psychophysiol, 65(2), pp.114~121 (2007)
  41. Kamijo, K., "Influence of exercise intensity on cognitive processing and arousal level in the central nervous system", Adv. Exerc. Sports Physiol, 12(1), pp.1~7 (2006)
  42. Kok, A., "Effects of degradation of visual stimulation on components of the event-related potential (ERP) in go", nogo reaction tasks, 1986, pp.23(1), 21~38
  43. Kopp, B., "N2, P3 and the lateralized readiness potential in a nogo task involving selective response priming", Electroencephalography and clinical Neurophysiology, 99(1), pp.19~27 (1996)
  44. Kropotov, J., "Decomposing N2NOGO wave of event-related potentials into independent components", Neuroreport, 20(18), pp.1592~1596 (2009)
  45. Kubota, K., "Neuron activities of monkey prefrontal cortex during the learning of visual discrimination tasks with Go", No-Go performances, 1985, pp.3(2), 106~129
  46. Meunier, S., "Getting of the afferent volley monosynaptic stretch reflex during movement in man", Journal of physiology, 419, pp.753~763 (1989)
  47. Miyatani, M., "Event-related brain potentials in Go", No-Go tasks with processing of facial expressions, 2010, 75~81
  48. Näätänen, R., "The N1 wave of the human electric response to sound: a review and an analysis of the component structure", Psychophysiology, 24(4), pp.375~425 (1987)
  49. Pffeferbaum, A., "ERPs to response production and inhibition", Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 60(5), pp.423~434 (1985)
  50. Ponomarev, V. A., "Improving source localization of ERPs in the GO", NOGO task by modeling of their cross-covariance structure, 2013, pp.39(1), 36~50
  51. Pontifex, M. B., "Neuroelectric and behavioral indices of interference control during acute cycling", Clin. Neurophysiol, 118(3), pp.570~580 (2007)
  52. Roberts, L. E., "Mapping P300 waves onto inhibition Go", No-Go discrimination, 1994, pp.92(1), 44~55
  53. Sasaki, K., "Cortical potentials associated with voluntary movements in monkey", Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 79(Suppl 2), pp.80~89 (1991)
  54. Sasaki, K., "Suppression of visually initiated hand movement by stimulation of the prefrontal cortex in the monkey", Brain Res, 495(1), pp.100~107 (1989)
  55. Sasaki, K., "No-go activity in the frontal association cortex of human subjects", Neuroscienec Research, 18(3), pp.249~252 (1993)
  56. Wolf S. L., "Reducing human biceps brachii spinal stretch reflex magnitude", J. Neurophysial, 75(4), pp.1637~1646 (1996)

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