巧緻な手指運動における脊髄抑制性介在ニューロンの役割

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本研究の目的は、霊長類が器用な指運動を行う際に、脊髄に存在する抑制性最終介在ニューロンがどのような機能的な役割を果たしているのかを明らかにすることであった。二年間の研究成果として、(1)運動課題中のサル(ニホンザル)の頚髄から神経活動を細胞外記録する実験セットアップを立ち上げたこと、(2)レバーを人差し指と親指でつまむ課題(精密把握課題)の訓練中のサル(2頭)から、神経発火活動の記録および、局所電場電位の記録を行ったことが挙げられる。データを解析した結果、記録された110個の神経細胞のうち54%に上る59個の細胞において運動中の活動変化が確認された。また、24個(22%)細胞において運動開始前からの活動の変化が確認された。これらの細胞のいくつかは、指の運動に関わる筋の活動に対して、促進性の機能を果たしていることが同定されたことから、脊髄に存在する介在ニューロン、特に興奮性介在ニューロンは、微細な指運動の制御に大きく関与していることを示唆している。これまで得られた結果は、実験前に想定していた脊髄抑制性介在ニューロンが微細な指運動に重要な役割を担っているという仮説とは異なったものであったが、脊髄介在ニューロンにおいて運動ニューロンに対する興奮性の修飾が随意運動中に極めて盛んに行われていること示したものである。また、これらの結果は、サル2頭において一貫した傾向として確認された。以上の結果は、把握運動中のサルの脊髄介在ニューロン活動を記録した初めての研究であり、今後の展望として(1)脊髄介在ニューロンがどのような上位中枢からの入力を受けているのか、(2)脊髄の運動ニューロン群への投射パターン(muscle field)によって発火活動が異なるのかを調べることで、今までブラックボックスとされてきた脊髄における運動情報処理の過程が明らかにされると期待される。