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人工運動制御に関する研究:滑らかな運動と運動実行タイミングの再現を目指して

人工运动控制研究：旨在再现平滑运动和运动执行时序

基本信息

批准号：
06J05384
负责人：
大前彰吾
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

方法:2頭のサルに、モニタの中央の固視点から8方向と2振幅の位置にある16箇所の標的へ固視点が消えた直後にサッカードするように訓練した。単一電極を用い、1頭の右補足眼野から115個、もう1頭の左補足眼野から120個、左前頭眼野から54個得た。これを用い擬似同時記録データを作成した。更に2つのマルチ電極を両側の補足眼野に埋め込こんで27個の神経細胞の同時記録データを得た。記録した試行の50-65%を学習試行として300msの発火頻度のテンプレートを作成し、残りの試行をテスト試行とした。テスト試行の300msの発火頻度をテンプレートにマッチングさせて眼球運動の開始時刻・方向・振幅を推定した。結果:最初に、擬似同時記録データから一定の推定精度に必要な細胞数を見積もった。右補足眼野115個を用いた推定では、運動開始時刻の正解率(誤差100ms以内)は97%、運動標的の正解率(16標的のうち1つ)は48%となった。左前頭眼野の54個では、時刻正解率は98%、標的正解率は48%(方向正解率は64%、振幅正解率は71%)となった。多くの神経活動に基づくほど推定は正確になり、前頭眼野の方が補足眼野より少数(約50%)の細胞で同程度の精度を得た。また振幅推定は方向推定に比べて困難であることが分かった。次に、27細胞の同時記録データでは、時刻正解率は45%、標的正解率は38%(方向正解率は51%、振幅正解率は60%)だった。擬似同時記録データに比べ、時刻正解率はやや悪かったが標的正解率は改善した。更に、実際の運動の300[ms]前(後)に運動を推定することも試みた。運動300ms前の時刻正解率の比較は補足眼野(55%)の方が前頭眼野(47%)より良く、標的正解率は補足眼野(24%)より前頭眼野(29%)が良かった。一方、運動300ms後の時刻正解率は補足眼野(82%)より前頭眼野(96%)が良く、標的正解率は補足眼野(33%)より前頭眼野(73%)がはるかに良かった。結論:これらの結果は以下の可能性を示唆している。1.比較的少数の前頭眼野・補足眼野の神経活動の同時記録でも眼球運動を正しく予測できる。2.実際の運動より早くに推定を行う場合には、前頭眼野に加え補足眼野に多チャンネル電極を埋め込むことで推定精度の改善が期待できる。3.実際の運動より遅れて推定を行う場合には前頭眼野だけでもかなりの推定精度が期待でき、補足眼野を加えるメリットは小さくなる。

Method:2 head of the center of the fixed point from 8 directions to 2 amplitude of the position of 16 target fixed point from the vertical to the horizontal training One electrode is used in the middle, 115 in the right complementary eye field, 120 in the left complementary eye field, and 54 in the left anterior eye field. This is the first time I've ever seen a woman. The two electrodes complement the eye field and simultaneously record 27 neurons. Record 50-65% of the test results for 300ms of fire frequency The firing frequency of 300ms of the test is estimated by the start time, direction and amplitude of the eye movement. Results: Initial and pseudo-simultaneous recording of the number of cells necessary for a certain degree of estimation accuracy was achieved. Right eye field 115 54 The accuracy of the estimation of the basal level of many brain activities is correct, and the direction of the anterior eye field is complementary to that of a small number (about 50%) of the cells with the same degree of accuracy. It is difficult to estimate the amplitude and direction. 27 cells were recorded simultaneously, the correct solution rate at time was 45%, and the correct solution rate at target was 38%(the correct solution rate in direction was 51%, and the correct solution rate in amplitude was 60%). It seems that the simultaneous recording of the ratio, time positive solution rate and the target positive solution rate is improved. In addition, we try to estimate the motion before (after) the actual motion of 300[ms]. Comparison of the correct solution rate at the moment before 300ms of exercise: the complement eye field (55%), the square head eye field (47%), the target correct solution rate, the complement eye field (24%), the square head eye field (29%), and the target correct solution rate. One side, the correct solution rate at the moment after 300ms of exercise is opposite to the complement eye field (82%), the front eye field (96%) is good, the target correct solution rate is opposite to the complement eye field (33%), and the front eye field (73%) is good. Conclusion: The results show the following possibilities. 1. Compare a small number of anterior eye fields, complement eye fields, and simultaneously record eye movements. 2. In case of actual motion, early estimation, early detection, early detection 3. In case of actual movement, the estimation accuracy is expected, and the supplementary eye field is added.