運動学習における大脳運動前野と頭頂連合野との機能連関

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上肢による到達運動は、シフトプリズムを装着することにより視覚空間座標と運動座標との間に解離が生じても、10-20回の試行で正確に目標に到達できるようになる。このようなプリズム適応と呼ばれる短期間に成立する運動学習がヒトのみならずサルにおいても知られている。しかもこの運動学習にはプリズムの着脱毎に、極めて高い再現性のあることが確認されている。本研究はこのような実験系を用いて、視覚性上肢到達運動およびその学習には頭頂連合野から運動前野への投射系が重要な役割を果たしていると考えられているが、この系における情報変換様式を調べようとした。本年度の研究ではまず動作する腕の反対側の脳が主体となってプリズム適応が生じるかどうかを確認した。最初に、一側の上肢によるプリズム適応が完成した後、反対側の上肢でプリズム適応の左右間転移が起こるかを観察したが、左右間転移はほとんど生じていないことが明らかとなった。次に、ムシモルを反対側の運動前野腹側部に注入したところプリズム適応の障害がみられたが、同側の注入では障害が明らかではなかった。これらの知見は動作する腕の反対側の脳、特に運動前野腹側部とその関連領域が重要な役割を果たしていることを示唆している。このような確認をした上で、現在マルチレコーディングシステムを用いて運動前野腹側部と頭頂連合野の両方から同時にニューロン活動を記録している。運動前野腹側部の上肢運動関連領域を到達運動課題遂行中のニューロン活動から同定し、その領域を電気刺激した際の逆行性応答から、そこに出力する頭頂連合野領域を同定した上で視覚応答あるいは上肢の運動に関連するニューロン活動がプリズム適応中にどのように変化するかを解析している。