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運動学習の成立過程における大脳皮質-大脳基底核連関の可塑的神経機構

运动学习建立过程中大脑皮层-基底节连接的可塑性神经机制

基本信息

批准号：
13041068
负责人：
高田昌彦
金额：
$ 4.35万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、経脳硬膜超音波ドプラー法を用いて脳の血行動態(血流速度の変化)を直接モニターし、賦活化された領域を解剖学的に同定することにより、神経活動に関連した機能的イメージングを行い、運動課題を実行中のサルから得られた大脳皮質運動関連領野の活動変化を経時的に解析した。実験では、3頭のニホンザルに、手がかり刺激に応じて片手もしくは両手の運動を弁別し、遅延期間後に実際に片手あるいは両手でボタン押しを行うような運動課題を訓練した。脳血流の計測には超音波画像診断装置を使用し、ドプラー音として得られたデータをJTFA(joint time frequency analysis)法により解析した。測定部位は、一次運動野(MI)、補足運動野(SMA)、運動前野背側部(PMd)および腹側部(PMv)で、部位ごとに50回試行の加算を平均し、手がかり刺激提示前の血流速度に対する増加率を算出した。その結果、(1)MIでは、片手課題で運動開始に関連した顕著な血流増加が反対側性にみとめられ、両手課題でも同様の血流増加が両半球でみとめられた。(2)SMAでは、片手課題と両手課題のいずれでも、とくに手がかり刺激と運動開始に関連した血流増加が反対側性、同側性、および両側性にみとめられた。(3)PMdでは、片手課題で遅延期間と運動開始に対応した血流増加が反対側性にみとめられ、両手課題でも同様の血流増加が両半球でみとめられた。(4)PMvでは、片手課題で手がかり刺激と運動開始に対応した血流増加が反対側性にみとめられ、両手課題でも同様の血流増加が両半球でみとめられた。以上の結果は、これまでに報告された電気生理学的所見とよく一致しており、経脳硬膜超音波ドプラー法による脳機能イメージングが有効であることを示している。さらに、ボタン押し課題の学習過程における血流変化を解析した結果、SMAでは、手ががり刺激と運動開始に関連した血流増加率が学習初期に比べて学習成立時にかなり減少していることが明らかになった。また、課題実行中にボタン押し課題を上記の弁別課題から単純な繰り返し課題に変更すると、SMAにおける手がかり刺激や運動開始に関連した血流増加が減少もしくは消失した。これらの結果は、SMAが運動学習の成立過程に深く関与することを示唆している。

This study aims to analyze the changes in blood flow dynamics (blood flow velocity), activation domain, anatomical identity, neuroactivity-related functional activity, and motor activity related domain activity in the context of the application of epidural ultrasound. The training of the three heads and hands was conducted on the basis of the training of the three heads and hands. The use of ultrasound imaging diagnostic devices for blood flow measurement and analysis by joint time frequency analysis (JTFA) The average of the 50-cycle test addition of the measured sites, primary motor field (MI), supplemental motor field (SMA), dorsal part of the anterior motor field (PMd) and ventral part (PMv), and the increase rate of blood flow velocity before stimulation were calculated. The results are as follows: (1)MI is the opposite of the hand problem, the movement starts, the blood flow increases, the opposite of the hand problem increases, the blood flow increases, the hemisphere increases. (2)SMA is opposite to hand problem and hand problem is opposite to hand problem. (3)PMd, hand problem, delay period, movement start, blood flow increase, anti-lateral, hand problem, blood flow increase, hemisphere (4)PMv, hand problem, hand stimulation, movement start, blood flow increase, opposite lateral, hand problem, blood flow increase, hemisphere. The above results are consistent with the findings of electrophysiology, including the functional aspects of dural ultrasound. The blood flow analysis results, SMA and hand stimulation are related to the start of exercise, and the blood flow increase rate is lower in the early stage of learning than in the establishment of learning. In the middle of the task, the task is recorded, and the task is changed. In the middle of the task, the task is changed, and the task is changed. In the middle of the task, the stimulation is started, and the blood flow is increased. The results show that SMA has a deep relationship with the establishment process of motor learning.