運動生成に関連する小脳ボールド信号の時空間パターン解析

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本研究は,機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて,運動遂行中の人間の大脳および小脳の活動の時空間パターンを詳細に解析し,運動中の両脳の役割を解明することを目的としている。実験では被験者に右手で,2種類のリズムパターンのタッピングを行ってもらった。その際のfMRIデータから,パターンの違いに応じて活動が変化する部位と,活動はあるが,パターンに応じない部位を分けて抽出した。その結果,パターンに応じる活動は,左の一次運動野と右の小脳前葉だけにみられることが分かった。応じない部位は運動前野,補足運動野などであった。パターンに応じた活動を示す場所では,各体部位の運動を起こすための「運動指令」が最後にとるべき神経活動が起こっていると考えられる。運動指令が作成される過程で,どこから最終形をとっているかは知られていなかったが,本研究により一次運動野であることが明らかになった。多くの研究から,一次運動野は筋肉への最終出力位置にあることが示されているが,「運動指令」はこの脳部位に来て初めて最終形をとるのである。小脳の前葉もまた最終形の神経活動を発現していることの解釈については,さらに詳細な研究が必要である。小脳の前葉は,各体部位から求心性の入力を受けるとともに,各体部位に直接投射を持つ。さらに,この領域の一部は大脳の一次運動野や運動前野などと連絡経路を持っている。このような場所がパターンに応じた活動を示したことは,手からの感覚入力の可能性と同時に,大脳皮質から遠心性コピーを受けている可能性,さらには直接手へ運動指令を送っている可能性が考えられる。