Role of cerebro-cerebellar interactions in adaptive behavioral control

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「慎重を要する状況における行動の制御に外側小脳と前頭葉皮質の機能連関が関与する」との作業仮説を検証する。突然現れる視覚刺激と反対方向に眼球運動を行うアンチサッカード課題をサルに訓練し、その次の試行で視覚刺激に向かうプロサッカードの潜時が延長することを行動抑制の指標として一連の実験を行う。実験は動物実験委員会の承認を受けて行う。計画通り、令和4年度から2頭のサルにアンチサッカード課題を訓練して小脳歯状核から記録を行うとともに、補足眼野の硬膜上に置いたボール電極や脳内に刺入した多点電極から局所場電位（LFP）記録を行っている。小脳核後部からアンチサッカードのエラー直後に成功試行と異なる活動を示すニューロンを記録するとともに、補足眼野からエラー関連電位を記録している。令和４年度には、予想していなかった大きな進展があった。まず、エラーを増やすためにプロサッカードに反応時間の制限を設けたところ、エラーに関与する同じ小脳核ニューロンが潜時に応じて段階的に活動を変化させることを発見した。反応時間が短いことを要求する課題と長いことを要求する課題でこの関係は逆転し、これらのニューロンが反応時間にもとづいたエラー確率を符号化している可能性が考えられる。また、小脳核の電気刺激によってSEFで誘発される応答を多点電極による局所場電位で調べたところ、小脳歯状核背側部と腹側部でSEFへの投射先の層が異なるらしいことを見出している。さらに、課題中に硬膜表面で記録されるエラー関連電位の各成分は、大脳皮質各層である程度分離して記録されることが明らかになりつつある。今後、データを蓄積してこれらの点を確認する必要がある。また現在、別個体で小脳プルキンエ細胞に興奮性オプシンを発現させ、小脳核での光刺激による応答性を調べる予備実験を進めており、今後、訓練個体での光刺激実験にむけて準備を進める。