Function of cerebellar nucleus in motor learning

小脑核在运动学习中的功能

• 批准号: 21K06448
• 负责人: 井上 雅仁
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Information and Communications Technology (2022)Osaka University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06448/
• 关键词: 運動学習; サル; リーチング; ニューロン活動; 小脳; 小脳核

運動学習では、運動の誤差情報を用いて次の運動を変化させることが重要な役割を果たしている。腕の到達運動では大脳皮質の運動野に終点の誤差情報が入力し、次の試行まで運動を修正させる方向を保持しているが、このような持続的な誤差情報への変換に小脳でのLTDが本当に関与しているかは明らかにされていない。本研究では、リーチング運動遂行時のサルのニューロン活動を、小脳皮質プルキンエ細胞の出力先である小脳歯状核から記録し、運動の誤差情報の時空間的特性を解析することにより、小脳－大脳における持続的な誤差情報への変換・保持メカニズムを明らかにする。この研究により、運動学習の脳内メカニズムを解明でき、効果的なリハビリテーション方の開発に寄与できると考えられる。運動の誤差情報の持続的な情報への変換過程への小脳の役割を明らかにするために、ニホンザルに視覚誘導性リーチング課題を訓練し、課題遂行時の単一ニューロン活動を小脳の出力源である小脳歯状核から記録し、運動の誤差情報をコードしているニューロンが存在しているかどうか、またその誤差情報の時間特性を検証する。また、運動終了時に誤差情報をコードしているニューロン活動が記録された際に、その部位を運動終了時に微小電気刺激することにより次の試行での運動の誤差の増加が生じるかを解析する。2023年度には、サルに対して視覚誘導性リーチング課題の訓練を行い、小脳核から神経細胞活動の記録を行う予定である。なお、本研究の動物実験は日本学術会議が定める「動物実験の適正な実施に関する基本指針」に従って行われた。また本研究は、大阪大学大学院生命機能研究科動物実験倫理審査委員会の承認を受けて行われた。

Movement learning, movement error information, secondary movement transformation, and important results The error information at the end of the movement field of the large cortex of the wrist is changed from the original to the correct direction of the movement. In this study, we analyzed the temporal and spatial characteristics of the error information of the small and large cortical cells and the small dentate nuclei during the exercise. This research is aimed at exploring the development of sports learning in China. The error information of the motion is recorded in the small tooth nucleus, the error information of the motion is recorded in the small tooth nucleus. The error information at the end of the exercise is recorded during the exercise, and the increase in the error of the exercise at the end of the exercise is analyzed at the end of the exercise. In 2023, the training for the visual induction training project was carried out, and the recording of neurocellular activities was carried out. This study was conducted at the Japan Academic Conference on Animal Science and Technology,"Basic Guidelines for Animal Science and Technology". This study was approved by the Ethics Review Committee of the Department of Life Function, Osaka University Graduate School.

项目成果

The motor and parietal cortices contribute to the online modification of the forthcoming reaching movement based on the memory of the error in the previous trial

运动皮质和顶叶皮质有助于根据先前试验中错误的记忆在线修改即将到来的到达运动

• 发表时间: 2023
• 作者: Kinoshita-Kikuta E;Eiji Kinoshita;Suga M;Higashida M;Yamane Y;Nakamura T;Koike T.;Inoue M and Kitazawa S.
• 通讯作者: Inoue M and Kitazawa S.

Distinct functions of the parvocellular and magnocellular divisions of red nucleus in compensating for the error in reaching.

红核的小细胞和大细胞分裂在补偿到达误差方面具有不同的功能。

• 发表时间: 2022
• 作者: Takaaki Mizuguchi;Risa Yamauchi;Haruka Ono;Miku Inagaki;Ami Yamazaki;Kennosuke Itoh;Kanako Miyano;Miki Nonaka;Yasuhito Uezono;and Hideaki Fujii;Inoue M and Kitazawa S.
• 通讯作者: Inoue M and Kitazawa S.