Imitation and the Developing Social Brain: Infants’ Somatotopic EEG Patterns for Acts of Self and Other

A leading question in developmental social-cognitive neuroscience concerns the nature and function of neural links between action perception and production in early human development. Here we document a somatotopic pattern of activity of the sensorimotor EEG mu rhythm in 14-month-old infants. EEG was recorded during interactive trials in which infants activated a novel object using their own hands or feet (“execution” trials) and watched an experimenter use her hands or feet to achieve the same goal (“observation” trials). At central electrodes overlying sensorimotor hand areas (C3/C4), mu rhythm power was reduced (indicating greater cortical activation) during infants’ execution of hand acts compared to foot acts. For the central electrode overlying the sensorimotor foot area (Cz), mu power was reduced during the execution of foot versus hand acts. Strikingly similar somatotopic patterns were found in both the action execution and observation conditions. We hypothesize that these somatotopic patterns index an intercorporeal mapping of corresponding body parts between self and other. We further propose that infants’ ability to identify self-other equivalences at the level of body parts underlies infant imitation and is an ontogenetic building block for the feelings of intersubjectivity we experience when socially engaged with other people.Un asunto importante en neurociencia social-cognitiva del desarrollo tiene relación con la naturaleza y la función de los enlaces neuronales entre la percepción de la acción y la producción de la misma en el desarrollo temprano del ser humano. Aquí documentamos un patrón somatotópico de la actividad de la EEG del Ritmo Mu sensorimotor en bebés de 14 meses de edad. La EEG fue registrada durante ensayos interactivos en los cuales los bebés activaron un objeto nuevo utilizando sus propias manos o pies (ensayos de "ejecución") y vieron a un experimentador usar sus manos o pies para lograr el mismo objetivo (ensayos de "observación"). En los electrodos centrales que cubren las áreas sensoriomotoras correspondientes a la mano (C3/C4), el poder del Ritmo Mu se redujo (indicando una mayor activación cortical) durante la ejecución por los bebés de actos de la mano en comparación con actos del pie. Para los electrodos centrales que cubren el área sensoriomotora correspondiente al pie (Cz), el poder Mu se redujo durante la ejecución de actos del pie versus actos de la mano. Sorprendetemente, patrones somatotópicos similares fueron encontrados tanto en la ejecución como en la observación de la acción. Tenemos la hipótesis de que estos patrones somatotópicos indican un mapeado intracorpóreo de las partes del cuerpo correspondientes entre uno mismo y los otros. Además, proponemos que la capacidad de los bebés para identificar equivalencias respecto a las partes del cuerpo entre ellos mismos y el otro es la base de la imitación infantil y es un bloque de construcción ontogenético para los sentimientos de intersubjetividad que experimentamos cuando nos comprometemos socialmente con otras personas