意欲と運動を繋ぐ神経機構の因果的証明と自発的制御

本研究課題では、「自発的な意欲は腹側中脳の自発的な活動水準として表現され、準備活動を高めることで身体運動を促進できる」との仮説を立証するために、(1)腹側中脳の自発活動水準が後の運動出力へ影響することを因果的に示し、(2)情動的なイメージを用いた自発的な腹側中脳の活動水準操作により、高揚感とともに運動出力を自己制御できることを明らかにする。2022年度は３テスラ装置でのfMRIニューロフィードバックにより、中帯状皮質前部の自発的活動促進が運動出力へ与える効果を検証した。中帯状皮質前部の活動量をRealtime fMRIによって視覚的にフィードバックすることで、ランダム信号をフィードバックする場合に比べて、中帯状皮質前部が有意に強く賦活することを示した。このfMRIニューロフィードバックの前後で、イメージしてから把持動作を行う運動課題を実行した。情動イメージによって運動出力は向上するという以前の成果を再現することには成功したが、fMRIニューロフィードバックによって運動成果がさらに促進されることはなかった。この成果は、中帯状皮質前部は意欲と直後の運動出力の両方と関連するものの、運動出力促進の直接的基盤ではない可能性を示唆している。よって、同じように意欲と直後の運動出力と関連する腹側中脳が、運動出力促進のソースである可能性が高いと考えている。３テスラ装置と７テスラ装置のいずれにおいても腹側中脳を標的とするRealtime fMRI環境を確立することができた。

本研究課題では、「自発的な意欲は腹側中脳の自発的な活動水準として表現され、準備活動を高めることで身体運動を促進できる」との仮説を立証するために、(1)腹側中脳の自発活動水準が後の運動出力へ影響することを因果的に示し、(2)情動的なイメージを用いた自発的な腹側中脳の活動水準操作により、高揚感とともに運動出力を自己制御できることを明らかにする。2022年度は３テスラ装置でのfMRIニューロフィードバックにより、中帯状皮質前部の自発的活動促進が運動出力へ与える効果を検証した。中帯状皮質前部の活動量をRealtime fMRIによって視覚的にフィードバックすることで、ランダム信号をフィードバックする場合に比べて、中帯状皮質前部が有意に強く賦活することを示した。このfMRIニューロフィードバックの前後で、イメージしてから把持動作を行う運動課題を実行した。情動イメージによって運動出力は向上するという以前の成果を再現することには成功したが、fMRIニューロフィードバックによって運動成果がさらに促進されることはなかった。この成果は、中帯状皮質前部は意欲と直後の運動出力の両方と関連するものの、運動出力促進の直接的基盤ではない可能性を示唆している。よって、同じように意欲と直後の運動出力と関連する腹側中脳が、運動出力促進のソースである可能性が高いと考えている。３テスラ装置と７テスラ装置のいずれにおいても腹側中脳を標的とするRealtime fMRI環境を確立することができた。