眼球運動課題を用いた大脳基底核機能の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

大脳基底核各経路(直接路、間接路、ハイパー直接路)の機能を解明するために、これまで神経心理実験によく用いられている課題に加えて、新たな眼球運動課題を3頭のサルにトレーニングした。具体的には提示された視覚刺激に対して即座に視線を向ける眼球運動課題(Prosaccade課題)、視覚刺激に対して180°反対側へ視線を向ける眼球運動課題(Antisaccade課題)、視覚刺激へ視線を向けず、画面の中心を固視し続ける課題(NoGo課題)をサルに訓練した。また、事前にどのルールの課題かがわかるタイプと、ターゲットとなる視覚刺激が提示されると同時にルールが提示されるタイプの計6種類の課題を訓練した。十分にトレーニングを行い、大脳基底核の一つである淡蒼球外節から単一細胞外神経活動記録を開始した。以前報告した通り(Yoshida and Tanaka, 2009)、GPeには課題遂行中に神経活動を増加させるもの(increase-type neuron, n=117)と減少させるもの(decrease-type neuron, n=51)があった。Deliberate条件ではincrease-type neuron、decrease-type neuronともにantisaccadeで神経活動の変化が大きかった。それに対し、i㎜ediate条件ではニューロンタイプによって活動の変化に違いが認められた。Increase-type neuronでは、 antisaccadeに加えてprosaccadeでも大きな活動変化がみられ、特にantisaccadeでは神経活動と反応時間の間に負の相関を認めた。一方、decrease-type neuronではincrease-type neuronと異なり、NoGo課題でもantisaccadeと同様の神経活動の経時的変化を認めた。また、decrease-type neuronでは神経活動と反応時間の間に相関が認められなかった。以上の結果からはGPeが素早い行動選択へ関与していることが示唆され、大脳皮質から視床下核を介して興奮性の投射を受けていると考えられるincrease-type neuronは行動の促進に、線条体から抑制性の投射を受けていると考えられるdecrease-typeneuronは行動の抑制に関与している可能性があると考えられた。追加実験として視床下核からの興奮性の投射を抑えるためにグルタミン酸受容体拮抗薬をGPeに局所注入したところ、 antisaccadeおよびprosaccadeの反応時間は有意に遅くなったが、antisaccadeやNoGo時の抑制機能の障害は認められず、大脳皮質から視床下核を介して生成されると考えられるGPeのincrease-type neuronが即時性の行動選択に関与していることが示された。