プリズム適応における大脳運動前野と頭頂間溝皮質との機能連関

大脑前运动皮层与顶内沟皮层在棱镜适应中的功能关系

基本信息

批准号：
11145203
负责人：
蔵田潔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒトやサルが行う上肢による到着運動は、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着することができる。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。このような運動学習に大脳皮質運動前野腹側部が重要な役割を果たしていることが明らかにされている。本年度の研究では、この目標点への手到達運動のプリズム適応が運動前野腹側部内およびその周辺の神経ネットワークにおける信号伝達の変化によって達成されるという仮説を立て、運動前野腹側部および同領域に出力する高頭頂皮質から単一ニューロン活動の多点同時記録を行うことで検証した。これらの領域の運動関連ニューロンなどのいずれもプリズム適応中に特異的な発火を示すものはほとんどなかった。しかし、ニューロン間の相互相関を解析すると、プリズム適応中に特異的にスパイク後促通を示すニューロン対が存在した。これらは特に運動前野腹側部内の運動関連ニューロン間である場合が多数であった。一部は運動前野腹側部内の運動関連ニューロンとそれ以外のニューロン、および運動前野腹側部と後頭頂皮質の運動関連ニューロン間で認められた。後頭頂皮質の運動関連ニューロン以外のニューロンはいかなる他のニューロンともスパイク後促通を示さなかった。このことは運動前野腹側部の神経ネットワークにおいて、シナプス伝達効率の変化がプリズム適応に関わっていることを示すものと考えられる。これまでの研究により、運動前野腹側部には視覚座標系を反映するニューロン群と運動座標系ニューロン群の存在することが知られているが、これらニューロン群間の結合性が変化することによってプリズム適応が達成されると考えられる。

当上肢到达的运动是由人类和猴子进行的，即使视觉空间坐标之间发生分离和运动坐标之间发生解离，他们也可以在10-20个试验中准确地到达目标。此外，已经证实，每当棱镜被附加和脱离时，这种运动学习具有极高的可重复性。据透露，大脑皮层的腹侧在这种运动学习中起着重要作用。在今年的研究中，我们假设棱镜适应了手动电动机对该目标点的适应，这是通过在前前皮层内外的神经网络中的信号变化来实现的，并通过执行来自腹侧前胸腔皮质和超副型皮质的单个神经元活性的多点同时记录来对其进行测试。在这些区域中，很少有与运动相关的神经元在Prism适应过程中表现出特定的触发。但是，在分析神经元之间的互相关时，有一些神经元对在棱镜适应过程中特别表现出后尖刺刺激。这些是在许多情况下，尤其是在腹侧前皮层中与运动相关的神经元中。一些在腹侧前皮层内的运动相关和其他神经元之间发现了一些，以及腹侧前皮层中与运动相关的神经元与枕骨顶皮层中的运动相关元。在顶壁皮层中与运动相关的神经元以外的神经元显示出任何其他神经元的迅速升高。人们认为这表明突触传递效率的变化与腹侧前皮层神经网络的棱镜适应有关。先前的研究表明，有一些神经元和神经元反映了前皮层腹侧的视觉坐标系统和神经元，但是人们认为可以通过改变这些神经元之间的连通性来实现棱镜适应。