Functional topography of the human mu rhythm

Topographic and functional testing was conducted to determine if the Rolandic mu rhythm could be reliably detected from the human scalp, and to describe its spatiotemporal and functional characteristics in relation to the feline sensorimotor rhythm (SMR).

Abstract

Topographic and functional testing was conducted to determine if the Rolandic mu rhythm (rhytme en arceau) could be reliably detected from the human scalp, and to describe its spatiotemporal and functional characteristics in relation to the feline sensorimotor rhythm (SMR) and the human occipital alpha rhythm. Mu activity was rarely visualized clearly in referential recordings or from the major 10–20 system locations, but was detected by power spectral analysis and functional testing in 7 of 14 subjects studied. It was best recorded in closely spaced bipolar derivations from central areas posterior to the central sulcus as shown in topographic analysis of its occurrence at rest and its reactivity to contralateral hand movement. Mu activity was attenuated by voluntary movement and somatosensory stimulation but was minimally affected by visual stimulation. Its frequency ranged within the alpha band (mean of 10.1 c/sec), but was separate from the occipital alpha rhythm and stable in frequency across days. The anatomical and functional similarities between human mu activity and the feline SMR suggested that they are functionally analogous resting rhythms which are disrupted primarily by input to the somatosensory system. The concept of sensory-specific alpha rhythms was discussed, in which the mu rhythm was conceptualized as a central "somatosensory alpha rhythm" in contrast to the occipital "visual alpha rhythm". Une analyse topographique et fonctionnelle a été réalisée pour préciser si le rythme mu rolandique (rythme en arceaux) pouvait être valablement détecté sur le scalp chez l'homme et pour en décrire les caractéristiques spatiotemporelles et fonctionnelles par rapport au rythme sensori-moteur du chat (SMR) et au rythme alpha occipital de l'homme. L'activité mu est rarement visualisée de façon claire par les enregistrements référentiels ou sur la plupart des dérivations du montage classique 10–20, mais a pu être détecté par analyse spectrale fonctionnelle chez 7 sujets sur 14. Il est mieux enregistré en dérivations bipolaires peu espacées au niveau des aires centrales, en arrière du sulcus central, comme le montre l'analyse topographique au repos et sa réactivité aux mouvements de la main contro-latérale. L'activité mu est atténuée par le mouvement volontaire et la stimulation somatosensitive mais n'est que peu affectée par la stimulation visuelle. Sa fréquence se situe dans la bande alpha (moyenne de 10.1 c/sec) mais se distingue de celle du rythme alpha occipital et s'avère stable d'un jour à l'autre. Les similarités anatomiques et fonctionnelles entre l'activité mu de l'homme et le SMR du chat suggèrent qu'il s'agit de rythmes de repos fonctionnellement analogues qui sont principalement interrompus par des afférences du système somato-sensitif: le concept de rythme alpha sensitif spécifique est discuté, concept dans lequel le rythme mu est conceptualisé comme "rythme alpha somatosensitif central" par opposition au "rythme alpha visuel" occipital.