電気生理学的技術と計算論的手法を駆使した小脳-運動野-脊髄の機能連関の解明

利用电生理技术和计算方法阐明小脑、运动皮层和脊髓之间的功能关系

• 批准号: 22K19592
• 负责人: 中山 義久
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19592/
• 关键词: 小脳; 一次運動野; 筋電図

本研究課題は、大脳‐小脳‐筋肉の機能連関を明らかにするために、小脳の電気刺激に対する運動野の神経細胞の応答を調べる手法と、小脳と運動野の各脳領域の神経活動および筋活動を記録する手法といった２つの電気生理学的技術と、神経計算論的手法を組み合わせることで、情報の流れの向きを高い時間分解能で解析し、各脳脊髄領域が、いつ、どこの脳領域に情報を送っているのかを明らかにすることを目的とする。上肢の運動準備、実行、目標到達までの各運動局面を持つ随意到達運動をマカクサルに行わせ、大脳‐小脳‐筋肉の多階層 Closed-loop の複数領域の神経細胞活動を多チャンネルで同時記録する手法と、小脳の電気刺激により小脳-大脳連関を細胞レベルで生理学的に同定する手法を組み合わせる。これに加え、神経計算論的手法とSpike-triggered averaging 法といった解析技術を組み合わせ Closed-loop の各脳領域の神経活動の情報の流れの向きを高い時間分解能で解析することで、各脳脊髄領域が、いつ、どこの脳領域に情報を送っているのかを明らかにする。本年度は、マカクサルに行動課題の訓練を行い、その後、小脳歯状核に刺激電極、上肢運動に関連する複数の筋肉に記録電極を埋め込む手術を行った。その後、まず歯状核に埋め込まれた電極より電気刺激を行い、同時に大脳皮質運動野の神経細胞活動を記録することで、小脳から投射を受ける運動野の神経細胞を同定した。次にその細胞が筋活動の生成に直接関与するかを検討するために、細胞活動の記録と同時に上肢到達運動に関わる上肢の筋肉群の活動を記録し、Spike-triggered averaging 法により、その細胞が筋肉を支配しているか否かを検討した。現在までに二頭のサルより、小脳の電気刺激に応答し、かつ筋肉を支配していることを示す複数の細胞が記録されている。

In this study, the project, large-scale, small-sized and muscle-powered machines can be linked to the technology of computer physiology, the techniques of computer science, the techniques of computer science, and the techniques of computer physiology and computer theory. The analysis of the information flow to the high-level time analysis can be used to analyze the information in all the fields, regions, regions and fields. The movements of the upper limbs are prepared, operated, and targeted at random. They are required to do so at random, in the field of multiplex Closed-loop, in the same time, and in the same time, and in the same way that the small computer stimulates the small-to-large link to learn the physiology of the computer. The method of Spike-triggered averaging analysis and calculation can be used to analyze the information flow of activities in various fields of the Closed-loop and to analyze the information in different fields. This year, during the course of this year's exercise program, this year, during the exercise, after the exercise, the stimulation of the small nucleus, and the complexity of the exercise of the upper limb, there was a lot of energy consumption in the exercise program. After the accident, the electrical activity of the cell was recorded at the same time, while the cell activity of the cell was recorded, and the cell of the motor field was registered. The activity records of the muscle group from the upper limb to the upper limb were recorded at the same time, the Spike-triggered averaging method was used, and the muscle mass of the muscle group of the upper limb was used to control the muscle group of the upper limb. At present, there is a lot of information about the response of small-scale electronic stimulation, the response of small-scale electronic stimulation, and the display of complex cell data.