ELECTROCORTICAL DYNAMICS OF MOTOR INHIBITORY CONTROL WITH AGING

Motor inhibitory control plays a central role in adaptive behaviors during the entire lifespan. Inhibitory motor control refers to the ability to stop all (global) or a part (selective) of a planned or ongoing motor action. Although the neural processing underlying the global inhibitory control has received much attention from cognitive neuroscientists, brain modulations that occur during selective inhibitory motor control remain unknown. The aim of the present thesis is to investigate the spatio-temporal brain processes of selective inhibitory motor control in young and old adults using high-density electroencephalography. In the first part, we focus on early (preparatory period) spatio-temporal brain processes involved in selective and global inhibitory control in young (study I) and old adults (study II) using a modified Go/No-go task. In study I, we distinguished global from selective inhibition in the early attentional stage of inhibitory control and provided neurophysiological evidence in favor of the combination model. In study II, we showed an under-recruitment of neural resources associated with preservation of performance in old adults during selective inhibition, suggesting efficient cerebral and behavioral adaptations to environmental changes. In the second part, we investigate beta oscillations in the late (post-execution period) spatio-temporal brain processes of selective inhibition during a motor Switching task (i.e., tapping movement from bimanual to unimanual) in young (study III) and old adults (study IV). In study III, we identified concomitant beta synchronization related (i) to sensory reafference processes, which enabled the stabilization of the movement that was perturbed after switching, and (ii) to active inhibition processes that prevented movement of the stopping hand. In study IV, we demonstrated a larger beta synchronization in frontal and parietal regions in old adults compared to young adults, suggesting age-related brain modulations in active inhibition processes. Apart from contributing to a basic understanding of the electrocortical dynamics underlying inhibitory motor control, the findings of the present studies contribute to knowledge regarding the further establishment of specific trainings with aging. -- Le contrôle de l'inhibition motrice joue un rôle central dans les adaptations comportementales quel que soit l'âge. L'inhibition motrice se réfère à la capacité à arrêter entièrement (globale) ou en partie (sélective) une action motrice planifiée ou en cours. Bien que les processus neuronaux sous-jacents de l'inhibition globale aient suscité un grand intérêt auprès des neurosciences cognitives, les modulations cérébrales dans le contrôle de l'inhibition motrice sélective sont encore peu connues. Le but de cette thèse est d'étudier les processus cérébraux spatio-temporels du contrôle de l'inhibition motrice sélective chez les adultes jeunes et âgés en utilisant l'électroencéphalogramme à haute densité. Dans la première partie, nous comparons les processus cérébraux spatio-temporels précoces (préparation motrice) de l'inhibition sélective et globale chez des adultes jeunes (étude I) et âgés (étude II) en utilisant une tâche Go/No-go modifiée. Dans l'étude I, nous avons distingué l'inhibition globale et sélective au niveau des processus attentionnels précoces du contrôle de l'inhibition et nous avons apporté des preuves neurophysiologiques de l'existence d'un modèle de combinaison. Dans l'étude II, nous avons montré une sous-activation neuronale associée à un maintien de la performance dans l'inhibition sélective chez les adultes âgés, suggérant des adaptations cérébrales et comportementales aux contraintes environnementales. Dans la seconde partie, nous examinons les processus cérébraux spatio-temporels tardifs (post-exécution motrice) de l'inhibition sélective pendant une tâche de Switching (tapping bimanuel vers un tapping unimanuel) chez des adultes jeunes (étude III) et âgés (étude IV). Dans l'étude III, nous avons distingué des synchronisations beta liées (i) au traitement des réafférences sensorielles permettant de stabiliser le mouvement perturbé après le switching, et (ii) aux processus d'inhibition active afin d'empêcher les mouvements de la main arrêtée. Dans l'étude IV, cette synchronisation beta était plus forte dans les régions frontales et pariétales chez les âgés par rapport aux jeunes adultes suggérant des modulations cérébrales de l'inhibition active avec l'âge. Outre la contribution fondamentale sur la compréhension des dynamiques électrocorticales dans le contrôle de l'inhibition motrice, les résultats de ces études contribuent à développer les connaissances pour la mise en place de programmes d'entraînements adaptés aux personnes âgées.

Visuo-motor and cognitive procedural learning in children with basal ganglia pathology.

We investigated procedural learning in 18 children with basal ganglia (BG) lesions or dysfunctions of various aetiologies, using a visuo-motor learning test, the Serial Reaction Time (SRT) task, and a cognitive learning test, the Probabilistic Classification Learning (PCL) task. We compared patients with early (<1 year old, n=9), later onset (>6 years old, n=7) or progressive disorder (idiopathic dystonia, n=2). All patients showed deficits in both visuo-motor and cognitive domains, except those with idiopathic dystonia, who displayed preserved classification learning skills. Impairments seem to be independent from the age of onset of pathology. As far as we know, this study is the first to investigate motor and cognitive procedural learning in children with BG damage. Procedural impairments were documented whatever the aetiology of the BG damage/dysfunction and time of pathology onset, thus supporting the claim of very early skill learning development and lack of plasticity in case of damage.

Bodyweight and migration-related differences in motor abilities in preschool children "Ballabeina"

Introduction: Motor abilities in schoolchildren have been decreasing in the last two decades (Bös, 2003, Tomkinson et al., 2003). This may be related to the dramatic increase in overweight and adiposity during the same time period. Children of migrant background are especially affected (Lasserre et al., 2007). But little is known about the relationship between BMI and migration background and motor abilities in preschool children. Methods/Design We carried out a cross-sectional analysis with 665 children (age 5.1 ± 0.6 years; 49.8 % female) of 40 randomly selected kindergarten classes from German and French speaking regions in Switzerland with a high migrant background. We investigated BMI, cardiorespiratory fitness (20 m shuttle run), static (displacement of center of pressure (COP)) and dynamic (balancing forward on a beam) postural control and overall fitness (obstacle course). Results: Of the children, 9.6 % were overweight, 10.5 % were obese (Swiss national percentiles) and 72.8 % were of migrant background (at least one parent born outside of Switzerland). Mean BMI from children of non-migrant background was 15.5 ± 1.1 kg/m2, while migrant children had a mean BMI of 15.8 ± 1.7 kg/m2 (p=0.08). Normal-weight children performed better in cardiorespiratory fitness (3.1 ± 1.4 vs. 2.6 ± 1.1 stages, p<0.001), overall fitness (18.9 ± 4.4 vs. 20.8 ± 4.6 sec, p<0.001) and in dynamic balance (4.9 ± 3.5 vs. 3.8 ± 2.5 steps, p<0.001) compared to overweight and obese children, while the latter had less postural sway (COP: 956 ± 302 vs. 1021 ± 212 mm, p=0.008). There was a clear inverse dose-response relationship between weight status and dynamic motor abilities. There were no significant differences in most tested motor abilities between non-migrant and migrant. The latter performed less well in only one motor test (overall fitness: 20.2 ± 5.2 vs. 18.3 ± 3.5 sec, p<0.001). These findings persisted after adjustment for BMI. Conclusion In preschool children, differences in motor abilities are already present between normal weight and overweight/obese children. However, migrant children demonstrate similar motor abilities compared to non-migrant children for almost all tests, despite their slightly higher BMI.

Disseny i construcció d'un motor 3D en temps real per la Gameboy Advance

El projecte desenvolupat ha tractat l’estudi i disseny d’un motor 3D interactiu a la consolaGame Boy Advance (GBA). La GBA disposa d’un processador ARM7TDMI a 16’78Mhz i no disposa de operacions 3D per-hardware, és una consola lenta en comparació lesque podem trobar al mercat d’avui en dia. Aquest treball, va partir de la construcció d’un prototipus ray-casting per-columna. Després,vàrem adaptar-lo a una estructura de portals i sectors. Més tard,es va introduir el mapeig de sostre/terra i de paisatges. Per últim,vàrem introduir efectes a la renderització per donar més realismeal recorregut del món, com il·luminació, objectes, etc.Tot i que es va estudiar l’arquitectura d’un motor eficient, no estenia prou per arribar a tenir un motor interactiu. Una de lestasques més difícils va ser la part de optimització. Peraconseguir-ho s’ha hagut de substituir operacions a temps realcostoses a temps de execució, replantejar parts de l’algorisme per fer-lo més eficient, entre altres

Simulació mitjançant tècniques CFD d'una culata per al motor del vehicle de baix consum "Àliga-EPS-UdG"

El projecte pretén estudiar i quantificar les restriccions creades al fluid en circular pelsconductes d’admissió i escapament de la culata del motor del vehicle Àliga. L’estudi consta de quatre etapes: estudi de les restriccions actuals dels sistemes d’admissió i escapament; anàlisi dels resultats de la culata de sèrie i proposta de millores aplicables al model real; càlcul de les restriccions creades pels models millorats, i finalment, estudi comparatiu dels resultats obtinguts, interpretant els resultats dels principals paràmetres a analitzar

Motor de cerca iSAC (Servei Intel·ligent d'Atenció Ciutadana Via Web)

El projecte iSAC (Servei Intel·ligent d’Atenció Ciutadana via web) es va iniciar el mes de gener de 2006 amb l’ajut del nou coneixement científic en agents intel·ligents, junt amb l’aplicació de les Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC) i els cercadors. Actualment, el servei actual d’atenció al ciutadà està composat per dues àrees: l’atenció directa a les oficines i l’atenció telefònica a través del Call Center. Les limitacions de personal i horari d’atenció fan que aquest servei perdi eficàcia.Es vol desenvolupar un producte amb una tecnologia capaç d’ampliar i millorar la capacitat i la qualitat de l’atenció ciutadana en les administracions públiques, sigui quina sigui la seva dimensió. Tot i això, aquest projecte l’explotaran especialment els ajuntaments, als quals la ciutadania s'acosta amb tot tipus de preguntes i dubtes, habitualment no restringides a l'àmbit local.Més concretament, es vol automatitzar a través d’un portal web l’atenció al ciutadà per tal d’obtenir un servei més efectiu

Integració de llibreries de so posicional amb el motor de render ogre3d

Un videojoc és un joc que involucra a algú la interacció amb un espai d’efectesvisuals en un dispositiu electrònic amb una pantalla i una sèrie de perifèrics quepermeten la interacció. Aconseguir el màxim de realisme es un dels objectiusprincipals dels dissenyadors de videojocs i per això cal integrar en un mateix entorndiferents components tals com: un motor de render, un motor de física, un d’intel•ligència artificial, un motor de so, etc. El motor de so és un dels elements clau delvideojoc, ja que el motor de render pot tenir molts bons gràfics, però sense un sistemade so amb posicionament 3D no es pot apreciar ni gaudir del videojoc en la sevatotalitat.L’objectiu d’aquest projecte és integrar dins del motor gràfic de treball (Ogre3D) un motor de so i convertir el motor de render actual en un motor de videojocs en fase beta.L’objectiu principal d’aquest projecte és implementar un sistema de so completamentintegrat amb la plataforma de Render Ogre3D que permeti de forma senzilla i intuïtivades d’un model de classes més abstracte la fàcil programació dels sons dins delsistema de render.El pla de treball definit per poder assolir els objectius, es divideix en dues fases: fase d’estudi previ on coneixerem les eines que necessitarem per treballar. Entre elles elmotor de render Ogre3D i la fase d’implementació, on ens centrem en els punts d’anàlisi de requeriments, del disseny i de la implementació per a poder integrar les llibreries d’àudio a l’aplicació de la qualpartim (les llibreries de render creades per GameTools)

Twitch potentia induced by two different modalities of neuromuscular electrical stimulation: implications for motor unit recruitment.

INTRODUCTION: We tested the hypothesis that twitch potentiation would be greater following conventional (CONV) neuromuscular electrical stimulation (50-µs pulse width and 25-Hz frequency) compared with wide-pulse high-frequency (WPHF) neuromuscular electrical stimulation (1-ms, 100-Hz) and voluntary (VOL) contractions, because of specificities in motor unit recruitment (random in CONV vs. random and orderly in WPHF vs. orderly in VOL). METHODS: A single twitch was evoked by means of tibial nerve stimulation before and 2 s after CONV, WPHF, and VOL conditioning contractions of the plantar flexors (intensity: 10% maximal voluntary contraction; duration: 10 s) in 13 young healthy subjects. RESULTS: Peak twitch increased (P<0.05) after CONV (+4.5±4.0%) and WPHF (+3.3±5.9%), with no difference between the 2 modalities, whereas no changes were observed after VOL (+0.8±2.6%). CONCLUSIONS: Our results demonstrate that presumed differences in motor unit recruitment between WPHF and CONV do not seem to influence twitch potentiation results.

El juego como motor en el proceso teatral: proximidades en los discursos de Huizinga, Caillois, Lecoq, Gaulier y Théâtre de Complicité

Esta investigación pretende abordar el estudio del juego en el ámbito teatral, intentando reconocer los vínculos que pudiera haber entre el universo de la escena y el lúdico. La base teórica estudiada sobre el juego serán las fuentes primarias de la construcción lúdica: Johan Huizinga, y Roger Caillois y como referente principal del análisis del signo teatral tomaré a Tadeusz Kowzan, historiador y semiólogo del teatro. Para documentar la práctica teatral, he seleccionado a Jacques Lecoq y Philippe Gaulier, además de la compañía británica Théâtre de Complicité, analizando muy particularmente su espectáculo Las tres vidas de Lucie Cabrol

Motor overactivity and loss of motor circadian rhythm in fatal familial insomnia: an actigraphic study.

The 24-hour rest-activity pattern and the amount of motor activity was studied in a patient with fatal familial insomnia (FFI) by means of wrist actigraphy. During the study, the patient underwent indirect calorimetry. The 52-day recording showed severe disruption of the 24-hour rest-activity pattern with increased motor activity up to 80%. The 24-hour energy expenditure, assayed in a respiration chamber, was strikingly elevated by 60%. Chronic motor overactivity and loss of circadian rest-activity rhythm may play a role in the progressive metabolic exhaustion leading to death in FFI patients.

Correlations between motor and intellectual functions in normally developing children between 7 and 18 years.

The relationship between motor and intellectual functions was examined in 252 healthy children from 7 to 18 years using the Zurich Neuromotor Assessment and standardized intelligence tests. The magnitude of Spearman correlations between neuromotor and intellectual scores was generally weak (r = 0.15-0.37). The strongest correlations were found between performance in the pegboard task and visuomotor intelligence (r = 0.35) and between contralateral associated movements and intelligence in boys (r = 0.37). We conclude that specific connections between motor and intellectual functions may exist. However, because the magnitude of correlations is generally weak, we suggest that motor and intellectual domains in healthy children are largely independent.