Les commandes neuronales envoyées par le cerveau au bras lors de la recherche d'un objet ont récemment été modélisées en utilisant une théorie selon laquelle elles sont coordonnées pour minimiser les dépenses énergétiques, selon une étude publiée le 23 octobre 2008 dans le journal à accès libre PLoS Computational Biology.

Les neuroscientifiques ont étudié plusieurs aspects de la façon dont les actions sont coordonnées par le cerveau. Récemment, l'utilisation de modèles informatiques est devenue importante car les théories ont avancé en supposant que le cerveau agit comme un contrôleur optimal, selon certains critères spécifiques. La plupart des modèles utilisent un certain critère pour cette analyse, modélisé, puis comparé aux modèles expérimentaux. Cependant, la plupart d'entre eux ne tiennent pas compte des pressions extérieures rencontrées par le membre.

La gravitation est une contrainte à laquelle les organismes vivants doivent tenir compte en tout temps. Même les mouvements verticaux simples des bras ont été observés expérimentalement pour avoir différents systèmes de contrôle lorsqu'ils se déplacent vers le haut que vers le bas. Selon les auteurs, cela pourrait indiquer que le cerveau capitalise sur la force gravitationnelle lorsque c'est possible pendant le mouvement afin d'optimiser la consommation d'énergie du membre.

Ainsi, les auteurs ont modelé cette règle biologique en utilisant un modèle mathématique hypothétique-déductif qui intègre de courtes périodes d'inactivation musculaire avec la cinématique de la main dépendant de la direction. En outre, le modèle a été vérifié expérimentalement avec des sujets humains, et il a été démontré qu'il était nécessaire et suffisant pour le contrôle de bras optéimal.

Le cerveau planifie les mouvements, selon les auteurs, comme une intégration des contraintes biologiques et environnementales, dans une méthode qui, si on le comprend, pourrait avoir une valeur pour comprendre les dysfonctionnements moteurs et développer des programmes de réadaptation efficaces. En outre, il met en évidence le potentiel pour les mathématiciens et les neuroscientifiques de travailler ensemble pour tirer des conclusions puissantes sur les organismes biologiques.

Le principe de l'inactivation: solutions mathématiques minimisant les travaux absolus et les implications biologiques pour la planification des mouvements de bras.

Berret B, Darlot C, Jean F, Pozzo T, Papaxanthis C et al.

PLoS Comput Biol 4 (10): e1000194.

Doi: 10.1371 / journal.pcbi.1000194

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