Prawidłowa propriocepcja wymaga danych wejściowych dostarczonych do mózgu z kilku źródeł, takich jak receptory skórne i mięśniowe oraz narządy wzroku, słuchu i równowagi. Następnie mózg integruje te sygnały w celu wygenerowania odpowiednich w danej chwili sygnałów wyjściowych.
Naukowcy z projektu "Brain mechanisms of human limb movement sense" (BRAINPROP) zbadali rolę pierwotnej kory ruchowej w mediacji propriocepcji w mózgu. Aby wyjaśnić, jak mózg przetwarza informacje proprioceptywne, uczestnicy projektu BRAINPROP użyli zarówno czynnościowego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI), jak i przezczaszkowego stymulatora magnetycznego (TMS).
Eksperymenty z użyciem TMS wykonane na mięśniach ręki pokazały różnice w ich reprezentacji proprioceptywnej w korze ruchowej, co sugeruje, że jest ona zależna od zadania i pozycji.
Aby zbierać informacje z pasywnych ruchów ręki podczas aktywacji kory ruchowej, w eksperymentach z fMRI użyto techniki analizy przestrzennych wzorców aktywności mózgu (MVPA). W odróżnieniu od zwykle używanego ogólnego modelu liniowego, MVPA umożliwiło skuteczne rozróżnienie między wzorcami aktywacji w obszarach ruchowych dla wybranych pozycji ręki. W ten sposób uzyskano nowe informacje na temat aktywności kory ruchowej względem pozycji ręki podczas zginania i prostowania.
Kolejne interesujące podejście badawcze obejmowało zastosowanie opaski uciskowej wokół ramienia uczestników i indukowanie czasowego paraliżu przedramienia podczas eksperymentów fMRI. Uczestnicy używali potem sparaliżowanej ręki do pchania ze zróżnicowaną siłą. Dane obrazowania ujawniły, że pomimo braku sygnałów ze strony skóry i mięśni, sygnały ruchowe były wystarczające do aktywacji proprioceptywnych reprezentacji w korze ruchowej.
Wyniki projektu pogłębiły nasza wiedzę o przetwarzaniu przez mózg sygnałów proprioceptywnych, aby dokładnie określić pozycję i wygenerować ruch. Ta wiedza może okazać się nieoceniona w rehabilitacji pacjentów po udarze lub w protetyce.
