Functional localization and corticofugal projections of premotor areas controlling posture and reaching

控制姿势和到达的运动前区的功能定位和皮质投射

基本信息

批准号：
19K06934
负责人：
中島敏
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Toyama (2020-2022)Asahikawa Medical College (2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒトや四足動物は肢による到達運動に先立ち，標的の位置や用いる肢に合わせて異なった予期的姿勢調節をすることが知られています．このような予期的姿勢調節(APA)は学習の影響を受け，学習を通して獲得された予測戦略に左右されると考えられます．予測戦略がどのようにAPAに影響するかを調べるため，3試行(1ブロック)ごとに標的の位置が左から右，あるいは右から左に交代する遅延到達運動課題を2頭のネコに課し，毎試行で標的が現れる前のネコの重心の位置の水平成分(CVP)を測定しました．ブロックのうち最初の1試行をSWITCH試行，後の2試行をSTAY試行と定義しました．標的提示前の遅延期間のCVPを昨年度までよりも対象とする時間幅を広げて解析した結果，どちらのネコにおいてもSTAY試行におけるCVPの動きは標的が右に出ようとしているか左に出ようとしているかで明白に異なりました．ただし個体によってAPAの標的位置依存性が顕著となるタイミングが異なり，一方のネコ(A)では，標的提示時刻が近づくにつれてAPAの標的位置依存性が顕著になってゆき，もう一方のネコ(M)では，標的提示時刻の数百ミリ秒前に標的位置依存性が最も顕著になりました．続くSWITCH試行においては，両方のネコのCVPは直前のSTAY試行よりも直後のSTAY試行に近い動きを示したので，AもMも学習の結果として標的位置の変化を予測しそれに基づいた姿勢調節の戦略をとっていると考えられました(2022年5月のカナダ神経科学学会・トロントにてポスター発表)．最近になり大脳皮質の中でも高次運動野が姿勢制御に果たす役割が注目を浴びています．私達はサルの高次運動野のうち前補足運動野と運動前野から得たデータを解析し，その成果はJournal of Neuroscience誌に掲載されました．

众所周知，人类和四足动物在基于肢体的到达运动之前会做出不同的预期姿势调整，具体取决于目标位置和所使用的肢体。预期姿势调整（APA）受到学习的影响，并且被认为取决于通过学习获得的预测策略。为了研究预测策略如何影响 APA，两只猫接受了延迟到达运动任务，其中目标位置每三个试验（一个块）从左到右或从右到左交替，我们测量了猫中心的水平分量。每次试验中目标出现之前的重力（CVP）。块中的第一个试验被定义为 SWITCH 试验，后两个试验被定义为 STAY 试验。通过与去年相比扩大时间范围来分析目标呈现前延迟期间的 CVP，我们发现在两只猫中，STAY 试验期间的 CVP 移动取决于目标是否即将向右移动或左侧有明显差异，具体取决于物种。然而，APA 的目标位置依赖性变得明显的时间因个体而异；在一只猫（A）中，APA 的目标位置依赖性随着目标呈现时间的临近而变得明显，而在另一只猫（M）中，APA 的目标位置依赖性变得明显。，目标位置依赖性在目标呈现时间之前几百毫秒最为明显。在随后的 SWITCH 试验中，两只猫的 CVP 表现出的动作更接近紧随其后的 STAY 试验，而不是紧接之前的 STAY 试验，因此 A 和 M 都预测了学习结果导致的目标位置的变化，并据此做出姿势调整（2022 年 5 月在多伦多加拿大神经科学学会的海报展示）最近，高级运动皮层在姿势控制中所起的作用引起了人们的关注。我们分析了从猴子高级运动皮层的前辅助运动区和前运动区获得的数据，结果发表在《神经科学杂志》上。