Cerebral potentials preceding unilateral and simultaneous bilateral finger movements

• Published in: Electroencephalography and clinical neurophysiology Vol. 47; no. 2; pp. 229 - 238
• Main Authors: Kristeva, R, Keller, E, Deecke, L, Kornhuber, H.H
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Ireland Elsevier Ireland Ltd 01.08.1979
• Subjects: Adult; Brain - physiology; Contingent Negative Variation - physiology; Electroencephalography; Electromyography; Electrophysiology; Female; Fingers - physiology; Functional Laterality - physiology; Humans; Male; Movement - physiology
• ISSN: 0013-4694; 1872-6380
• DOI: 10.1016/0013-4694(79)90223-2

Cerebral potentials preceding voluntary bilateral simultaneous finger movements were investigated in 19 right-handed young adult subjects, and were compared with unilateral right-sided finger movements within the same experiment. With bilateral movements, the Bereitschaftspotential (BP) was not symmetrical or larger over the dominant hemisphere, but surprisingly, it was larger over the minor hemisphere. The BP averaged −3.66 μV (S.D. 1.96) over the left precentral region and −4.82 μV (S.D. 3.73) over the right precentral region in this condition. The difference was significant at 2 P < 0.01. This difference was pronounced in precentral leads but very small and almost missing in parietal leads. The pre-motion positivity (PMP) was well developed and even larger with bilateral than with unilateral (right-sided) movements. At the vertex it averaged +1.33 μV (S.D. 4.16) with bilateral movements and only +0.15 μV (S.D. 1.42) with right-sided unilateral movements (2 P < 0.05). With bilateral movements the PMP could be observed in any record, but with unilateral movements it was missing at the left precentral lead, in accordance with previous publications (Deecke et al. 1969, 1976). The motor potential (MP), measured in a bipolar record from left and right precentral leads, was larger with unilateral (−1.25 μV, S.D. 1.33) than with bilateral movements (−0.36 μV, S.D. 0.92). Onset time differences of the BP preceding unilateral and bilateral movements were very small. However, there was a tendency towards earlier onset with unilateral than with bilateral movements (1031 msec, S.D. 358, as compared with 951 msec, S.D. 305). The averaged EMG revealed differences in movement onset. Muscular contraction tended to be earlier in the right than in the left m. flexor indicis in our right-handed subjects, on the average by 16 msec (S.D. 15). With unilateral right-sided movements, the left m. flexor indicis was not silent but showed an abortive mirror activity in the EMG, without visible movement. This activity occurred on the average 50 msec (S.D. 39) later on the non-moving side. Chez 19 jeunes adultes droitiers, les potentiels cérébraux précédant des mouvements volontaires simultanés, bilatéraux, des doigts, ont été recueillis et compares à ceux provoqués par mouvement des doigts limité au côté droit. En cas de mouvement bilatéral, les potentiels de préparation motrice (Bereitschaftspotential, BP) n'étaient pas symétriques, ou plus amples sur l'hémisphère dominant, mais bien sur l'hémisphère mineur (amplitudes respectives, −3,66 μV à gauche (D.S. 1,96) et −4,82 μV (D.S. 3,73) à droite). Cette différence était significative à 2 P < 0,01. Elle était claire en dérivation précentrale, mais faible ou nulle en dérivation pariétale. La positivité précédant le mouvement (PMP) était bien développée, et même plus ample, lors de mouvements bilatéraux que lors de mouvements unilatéraux droits (respectivement 1,33 μV (D.S. 4,16) et 0,15 μV (D.S. 1,42)), à 2 P < 0,05. Avec des mouvements bilatéraux, la PMP pouvait être observée dans toutes les dérivations, alors qu'en mouvement unilatéral, elle manquait en dérivation précentrale gauche, ceci conformément aux observations antérieures (Deecke et al. 1969, 1976). Le potentiel moteur (MP) recueilli en dérivation bipolaire précentrale gauche-droite, était plus grand lors de mouvements unilatéraux (−1,25 μV, D.S. 1,33) que bilatéraux (−0,36 μV, D.S. 0.92). Les différences de temps d'apparition du BP étaient très faibles, entre mouvement unilatéral ou bilatéral. Encore qu'une tendance se soit dessinée, à des temps inférieurs pour un mouvement bilatéral que pour un mouvement unilatéral (951 msec, D.S. 305; 1031 msec, D.S. 358). l'EMG moyenné a révélé des différences dans l'installation du mouvement. Pour le fléchisseur de l'index, la contraction musculaire tendait à être plus précoce à droite qu'à gauche, chez les droitiers (16 msec, D.S. 15). Lors de mouvements unilatéraux droits, le fléchisseur de l'index gauche n'était pas silencieux, mais développait une activité faible en miroir, sans mouvement visible avec un retard de 50 msec (D.S. 39).