小脳－大脳皮質間ネットワークが視覚－運動座標変換を実現することを因果的に解明する

小脳-大脳皮質運動関連領野をつなぐ神経ネットワークの、運動制御における機能的役割を明らかにするために、小脳出力がいつ（運動前、運動準備、運動開始時、運動実行中）、どのように運動野（M1）の神経活動に貢献（活動を増加または減少）しているのかを調べることを目的とした。これを調べるために、到達ー把持運動課題中に薬理学的に小脳の出力核である歯状核（DN）を不活性化し、その前後においてM1のニューロン活動の変化と、それに伴う行動の変化を記録し比較する実験を行った。DNの不活性化の前後においてM1のニューロン活動の変化を解析すると、到達ー把持運動課題における運動前、運動準備、運動開始時、運動実行中のタイミングで、発火頻度が減少するM1ニューロンが確認された。この結果から、小脳出力が運動前から運動中まで到達ー把持運動課題全体でM1の神経活動の維持に貢献していることが示唆された。次に、小脳出力の身体運動の制御に対する役割を調べるために、DNの不活性化の前後において到達ー把持運動の変化を調べると、運動開始の応答時間、および運動時間が増加するというヒトの小脳失調と同様の症状が確認された。また、到達ー把持運動課題に関連した上肢筋群の活動にも変化が確認された。DNの不活性化により、M1のニューロン活動の変化と共に到達ー把持運動における行動の変化が現れたことから、小脳出力が運動前から運動中まで課題全体でM1の神経活動の維持に貢献することを通して、運動前から運動中まで運動の制御に関与していることが示唆された。

小脳-大脳皮質運動関連領野をつなぐ神経ネットワークの、運動制御における機能的役割を明らかにするために、小脳出力がいつ（運動前、運動準備、運動開始時、運動実行中）、どのように運動野（M1）の神経活動に貢献（活動を増加または減少）しているのかを調べることを目的とした。これを調べるために、到達ー把持運動課題中に薬理学的に小脳の出力核である歯状核（DN）を不活性化し、その前後においてM1のニューロン活動の変化と、それに伴う行動の変化を記録し比較する実験を行った。DNの不活性化の前後においてM1のニューロン活動の変化を解析すると、到達ー把持運動課題における運動前、運動準備、運動開始時、運動実行中のタイミングで、発火頻度が減少するM1ニューロンが確認された。この結果から、小脳出力が運動前から運動中まで到達ー把持運動課題全体でM1の神経活動の維持に貢献していることが示唆された。次に、小脳出力の身体運動の制御に対する役割を調べるために、DNの不活性化の前後において到達ー把持運動の変化を調べると、運動開始の応答時間、および運動時間が増加するというヒトの小脳失調と同様の症状が確認された。また、到達ー把持運動課題に関連した上肢筋群の活動にも変化が確認された。DNの不活性化により、M1のニューロン活動の変化と共に到達ー把持運動における行動の変化が現れたことから、小脳出力が運動前から運動中まで課題全体でM1の神経活動の維持に貢献することを通して、運動前から運動中まで運動の制御に関与していることが示唆された。