Effects of Subliminal Visual Stimuli on the Awareness of an Urge to Move in Adults with Chronic Primary Tic Disorders

Abstract

Introduction: In primary tic disorders (PTD), such as Gilles de la Tourette Syndrome (GTS), tics are the predominant feature and are often associated with prior somatosensory phenomena like premonitory urges (PUs). It remains unclear whether tics are truly involuntary or are voluntary responses to involuntary sensory experiences, and whether this also impacts awareness of voluntary actions. One way to explore volition over voluntary actions is the Libet paradigm. Previous studies using this paradigm to assess volition in adults with GTS yielded mixed results. However, the Libet paradigm lacks control over movement preparation and intention. Here, we employ a novel experimental approach to investigate whether adults with PTD have altered awareness of an urge to move compared to healthy controls. We hypothesize that adults with PTD may have reduced awareness of an urge to move due to increased neuromotor noise levels.

Methods: To experimentally modulate motor responses, we applied subliminal visual priming to a modified Go/NoGo task. Specifically, subliminal primes induced a transient movement preparation (urge to move), even when this preparation did not lead to eventual motor output in NoGo trials. Additionally, a concurrent urge detection task was performed in NoGo trials to investigate urge sensitivity. Here, participants reported whether they perceived a transient urge to move, induced by the subliminal prime.

Results: Our results show that the priming effect, as a prerequisite for urge detection, was present in both groups, but without any differences between groups. In the urge detection task, the control group showed significantly higher dprime scores for urge detection than for prime recognition. This indicates that they could discern whether they have transiently prepared a motor response induced by the prime, even in the absence of prior muscle activity and conscious prime discrimination. In the PTD group, the same effect did not reach statistical significance but was numerically similar. Most important, no differences regarding the awareness of an urge to move in this task were found between adults with PTD and healthy controls.

Implications: The present work is the first study which provides objective experimental control over movement planning in adults with PTD. This proof of principle study shows that the induction of subliminal primes is feasible in a clinical population like in adults with PTD. It is possible that a larger sample is required to address differences between adults with PTD and healthy controls.

Einleitung: Bei primären Tic-Störungen (PTD), wie dem Gilles de la Tourette Syndrom (GTS), werden Tics häufig mit einer somatosensorischen Empfindung, dem Vorgefühl (premonitory urge) assoziiert. Es ist unklar, ob Tics unwillentlich sind oder ob sie willentliche Reaktionen auf unwillentliche Vorgefühle darstellen. Unklar ist auch, ob dies auch das Bewusstsein für willentliche Handlungen beeinflusst. Eine Möglichkeit, das Bewusstsein über willentliche Handlungen zu erforschen, ist das Libet Experiment. Frühere Studien auf diesem Forschungsgebiet erzielten jedoch gemischte Ergebnisse. Eine Limitation des Libet-Paradigmas wird darin gesehen, dass keine experimentelle Kontrolle über die Bewegungsvorbereitung und -absicht vorliegt. In dieser Studie verwenden wir einen neuen experimentellen Ansatz, um zu untersuchen, ob Erwachsene mit PTD ein verändertes Bewusstsein für Bewegungsdränge im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen haben. Wir vermuten, dass Erwachsene mit PTD ein reduziertes Bewusstsein für Bewegungsdränge aufgrund eines erhöhten neuronalen Rauschens haben könnten.

Methoden: Um motorische Reaktionen experimentell zu modulieren, wurde subliminales visuelles Priming in einen Go/NoGo-Test integriert. Subliminale Primes induzierten eine vorübergehende Bewegungsvorbereitung (urge to move), selbst wenn diese Vorbereitung nicht zu einer tatsächlichen motorischen Reaktion in NoGo trials führte. Zusätzlich wurde ein Drang-Erkennungstest in NoGo-Trials durchgeführt, bei dem die Probanden berichteten, ob sie einen durch den subliminalen Prime induzierten Bewegungsdrang wahrnahmen.

Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen, dass der Priming-Effekt, als Voraussetzung für die Drangwahrnehmung, in beiden Gruppen vorhanden war, jedoch ohne Unterschiede zwischen den Gruppen. Die Kontrollgruppe wies signifikant höhere d-prime-Werte für die Drang-Erkennung als für die Prime-Erkennung auf. Dies deutet darauf hin, dass die Kontrollprobanden einen durch den Prime induzierte Bewegungsvorbereitung nach Ausschluss von Muskelaktivität und Prime-Erkennung wahrnehmen konnten. In der PTD-Gruppe erreichte derselbe Effekt keine statistische Signifikanz, war jedoch numerisch ähnlich. Es wurden keine Unterschiede im Bewusstsein für Bewegungsdränge zwischen Erwachsenen mit PTD und gesunden Kontrollpersonen in dem verwendeten neuen experimentellen Ansatz gefunden.

Implikationen: Die vorliegende Arbeit ist die erste Studie, die eine objektive experimentelle Kontrolle über die Bewegungsplanung bei Erwachsenen mit PTD bietet. Diese Machbarkeitsstudie zeigt, dass die Induktion subliminaler visueller Primes in einer klinischen Population wie Erwachsenen mit PTD möglich ist. Höchstwahrscheinlich ist eine größere Stichprobe erforderlich, um mögliche Unterschiede zwischen Erwachsenen mit PTD und gesunden Kontrollpersonen zu festzustellen.