大脳基底核・小脳出力情報を統合し運動指令を形成する大脳皮質構築の解明

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本研究の目的は、視床や他の皮質領野からマウス１次運動野の皮質脊髄投射神経細胞への入力様式を調べることで運動指令を担う皮質脊髄投射神経細胞の情報統合機構を解明し、運動実行のメカニズムに迫ることである。申請者らはまず、運動時の視床皮質軸索活動を計測し、視床から皮質にどのような情報がどのようなタイミングで送られているのかを調べることにした。レバー引き時の皮質視床軸索神経活動を解析した結果、投射する皮質層ごとに異なる活動パターンを示すことが明らかになった。その活動パターンはそれぞれ違う長さのシークエンス構造を示し、シークエンスの開始時間も異なることがわかった。更に、線条体、小脳をそれぞれ破壊した時のレバー引き時の視床軸索パターンを見てみると、先にみられるシークエンス構造が見られなかった。線条体、小脳を破壊するとレバー引き学習の効率が下がることも明らかになり、これらのことから、レバー引きの実行には小脳と大脳基底核の情報が視床を通して適切に大脳皮質に送られることで実現されていることが示唆された。現在これらの結果を学術論文にまとめて投稿中である。