1. Single unit impulses were recorded with percutaneously inserted tungsten needle electrodes from the median nerve in conscious human subjects. 2. A sample of 334 low threshold mechanoreceptive units innervating the glabrous skin area of the hand were studied. In accordance with earlier investigations, the units were separated into four groups on the basis of their adaptation and receptive field properties: RA, PC, SA I and SA II units. 3. The locations of the receptive fields of individual units were determined and the relative unit densities within various skin regions were calculated. The over‐all density was found to increase in the proximo‐distal direction. There was a slight increase from the palm to the main part of the finger and an abrupt increase from the main part of the finger to the finger tip. The relative densities in these three regions were 1, 1.6, 4.2. 4. The differences in over‐all density were essentially accounted for by the two types of units characterized by small and well defined receptive fields, the RA and SA I units, whereas the PC and SA II units were almost evenly distributed over the whole glabrous skin area. 5. The spatial distribution of densities supports the idea that the RA and SA I units account for spatial acuity in psychophysical tests. This capacity is known to increase in distal direction along the hand. 6. On the basis of histological data regarding the number of myelinated fibres in the median nerve, a model of the absolute unit density was proposed. It was estimated that the density of low threshold mechanoreceptive units at the finger tip is as high as 241 u./cm2, whereas in the palm it is only 58 u./cm2.

We analyzed the coordination between gaze behavior, fingertip movements, and movements of the manipulated object when subjects reached for and grasped a bar and moved it to press a target-switch. Subjects almost exclusively fixated certain landmarks critical for the control of the task. Landmarks at which contact events took place were obligatory gaze targets. These included the grasp site on the bar, the target, and the support surface where the bar was returned after target contact. Any obstacle in the direct movement path and the tip of the bar were optional landmarks. Subjects never fixated the hand or the moving bar. Gaze and hand/bar movements were linked concerning landmarks, with gaze leading. The instant that gaze exited a given landmark coincided with a kinematic event at that landmark in a manner suggesting that subjects monitored critical kinematic events for phasic verification of task progress and subgoal completion. For both the obstacle and target, subjects directed saccades and fixations to sites that were offset from the physical extension of the objects. Fixations related to an obstacle appeared to specify a location around which the extending tip of the bar should travel. We conclude that gaze supports hand movement planning by marking key positions to which the fingertips or grasped object are subsequently directed. The salience of gaze targets arises from the functional sensorimotor requirements of the task. We further suggest that gaze control contributes to the development and maintenance of sensorimotor correlation matrices that support predictive motor control in manipulation.

The human hand and the brain are close partners in two important and closely interconnected functions, i.e. to explore the physical world and to reshape selected segments of it according to man's intentions. Both these functions are highly dependent on accurate descriptions of mechanical events when objects are brought in contact with the hand. A key role in providing such information is played by the population of mechanoreceptive afferent units innervating the hairless skin of the volar aspect of the hand, i.e. the glabrous skin. Recently it became possible to explore the characteristics of these units in man and to elucidate their role in perception as well as in motor functions.

Most manual grips can be divided in precision and power grips on the basis of phylogenetic and functional considerations. We used functional magnetic resonance imaging to compare human brain activity during force production by the right hand when subjects used a precision grip and a power grip. During the precision-grip task, subjects applied fine grip forces between the tips of the index finger and the thumb. During the power-grip task, subjects squeezed a cylindrical object using all digits in a palmar opposition grasp. The activity recorded in the primary sensory and motor cortex contralateral to the operating hand was higher when the power grip was applied than when subjects applied force with a precision grip. In contrast, the activity in the ipsilateral ventral premotor area, the rostral cingulate motor area, and at several locations in the posterior parietal and prefrontal cortices was stronger while making the precision grip than during the power grip. The power grip was associated predominately with contralateral left-sided activity, whereas the precision-grip task involved extensive activations in both hemispheres. Thus our findings indicate that in addition to the primary motor cortex, premotor and parietal areas are important for control of fingertip forces during precision grip. Moreover, the ipsilateral hemisphere appears to be strongly engaged in the control of precision-grip tasks performed with the right hand.

During fatigue from a sustained maximal voluntary contraction (m.v.c.) the mean motoneurone discharge rates decline. In the present experiments we found no recovery of firing rates after 3 min of rest if the fatigued muscle was kept ischaemic, but near full recovery 3 min after the blood supply was restored. Since 3 min is thus sufficient time for recovery of any central changes in excitability, the results support the hypothesis that, during fatigue, motoneurone firing rates may be regulated by a peripheral reflex originating in response to fatigue-induced changes within the muscle.