上丘-頚運動系における視覚入力から運動出力への空間座標変換の中枢神経機構

上丘颈运动系统中从视觉输入到运动输出的空间坐标转换的中枢神经系统

基本信息

批准号：
06680804
负责人：
篠田義一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06680804/
关键词：
上丘頚筋運動ニューロン脳幹網様体脊髄

项目摘要

本研究では、これまでの前庭-頚運動系の研究をさらに発展させ、注視行動における視覚入力座標系から頭部運動系への座標変換の中枢神経機構を解析した。視票の視野内の位置に対応して、上丘は retinotopic map があり、上丘の中間層から深層にかけて、眼球運動または頭部運動に対応して発火する細胞の存在が明らかとなっている。又、この部の電気刺激は、視標が網膜中心窩に来るように眼球と頭部運動を誘発することが知られ、motor map が retinotopic map と対応して存在し、この上丘からの出力は網様体脊髄路細胞(RSN)を介して頚筋運動ニューロンに伝えられる。本研究では、上丘からの頚筋運動ニューロンへ運動指令情報を伝えるRSNについて、HRPの細胞内注入を行い、脊髄での軸索分枝の形態を連続切片を用いて三次元的に解析し、どの頚筋を支配するかを明らかにした。麻酔下に上丘に刺激電極を植え、対側上部頚髄で軸索内からスパイクを記録し単シナプル性のスパイクを生ずる軸索をRSNと同定し、電気泳動でHRPを注入した。単一RSNは、脊髄前索を下行しながら多数の軸索側枝を多髄節に出していた。各側枝は、前後方向の広がりが狭く、Rexed の主にV-IX層に終っていた。IX層の運動核には多数の終末が見られ、頚筋神経に入れたHRPによってラベルされた異なる複数の頚筋を単一RSNが同時に支配することが明らかになった。現在、単一網様体脊髄路細胞によって支配される頚筋群(functional synergy)の空間パターンを、単一前庭脊髄路細胞によって支配される頚筋群のパターンと比較することによる、上丘-網様体脊髄路細胞の出力系座標が三半規管の直交座標系で表現されているか、絶対空間座標系で水平・垂直方向で表現されているかをさらに解析している。

在本研究中，我们进一步发展了前庭颈运动系统的研究，分析了凝视行为过程中从视觉输入坐标系到头部运动系统的坐标转换的中枢神经系统。上丘有与视野范围内的位置相对应的视网膜专题图，可以清楚地看到，从上丘的中间层到深层都有响应眼球运动或头部运动而放电的细胞.还已知该区域的电刺激会引起眼球和头部运动，将视觉目标带到视网膜中央凹，并且存在与视网膜专题图相对应的运动图，并且传输来自该上丘的输出通过网状脊髓束细胞（RSN）到达颈运动神经元。在本研究中，我们将 HRP 细胞内注射到 RSN 中，RSN 将运动命令信息从上丘传递到颈部运动神经元，并使用连续切片对脊髓中轴突分支的形态进行了三维分析，揭示了哪些颈部肌肉受到控制。。在麻醉下将刺激电极放置在上丘中，并从对侧上颈脊髓的轴突内记录产生单突触尖峰的轴突，将其鉴定为RSN，并通过电泳注射HRP。单个 RSN 向多髓鞘节段发出大量轴突分支，同时沿着脊髓前部下降。每个支都有一个狭窄的前后范围，主要终止于 Rexed 的 V-IX 层。在第IX层的运动核中发现了大量的末端，并且揭示了单个RSN同时支配由注入颈肌神经的HRP标记的不同颈肌。我们目前通过比较由单个前庭脊髓束细胞支配的功能协同的功能协同的空间模式与由单个前庭脊髓束细胞支配的功能协同的空间模式，提出了一种优越的丘-网状模式。我们正在进一步分析输出系统是否存在。体-脊髓束细胞的坐标以半规管正交坐标系或绝对空间坐标系的水平和垂直方向表示。