随意性眼球運動の制御における内側および腹側視床の役割の解明

阐明内侧和腹侧丘脑在控制随意眼球运动中的作用

• 批准号: 14017004
• 负责人: 田中 真樹
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14017004/
• 关键词: 眼球運動; 運動性視床; 神経活動; 霊長類

交付を受けた研究助成金により、サルの慢性実験用のシステムを構築して2頭のサルを訓練し、行動解析および運動性視床からの単一神経細胞外記録をおこなった。訓練と並行して行った行動実験では、行動のモニターに運動系のどのレベルの信号が用いられるのか、眼球運動系における小脳学習課題によって調べた。この実験ではふたつの視標を短時間提示し、サルはこれらが消えた後にそれぞれの位置向かって順にサッカードをするように要求された。このとき、ひとつ目のサッカードのベクトルは視標の網膜座標に一致するが、ふたつ目のサッカードは視標の網膜位置から直前の眼球運動を引き算して計算される。ひとつ目のサッカードを学習課題によって変化させたところ、ふたつ目のサッカードの振幅が変化した。この結果から、小脳より下流から発し、運動性視床を介して大脳皮質に至る上行性の経路が随意性眼球運動の制御に重要であることが示された。この成果は現在投稿中てある。また、これらのサルの運動性視床から眼球運動に関連した神経活動を記録し、サッカード、眼球位置、遅延期間などに特異的に応答するニューロン群を見いだした。サッカードに関連するものの多くは運動に遅れて活動を変化させ、眼球位置に関連するものはその方向選択性が水平または垂直方向にほぼ限られていた。このことは視床が運動の発現よりもその評価に関係している可能性を示唆し、その信号は脳幹からの上行性の投射によってもたらされていると考えられる。また、遅延期間に応答するニューロンの一部は滑動性眼球運動の際にも活動を変化させた。今後はこれらの神経活動の定量的な解析をおこない、その信号が運動の制御にどのように用いられるのかを調べていく必要がある。

利用我们收到的研究经费，我们建立了一个用于慢性猴子实验的系统，训练了两只猴子，并进行了行为分析和运动丘脑的单神经元细胞外记录。在与训练同时进行的行为实验中，我们研究了运动系统的信号水平用于通过眼动系统中的小脑学习任务来监测行为。在这个实验中，简单地呈现了两个视觉目标，并要求猴子在它们消失后依次向每个位置进行扫视。此时，第一次扫视的矢量与视标的视网膜坐标相匹配，但第二次扫视是通过视标的视网膜位置减去之前的眼球运动来计算的。当根据学习任务改变第一次扫视时，第二次扫视的幅度发生变化。这些结果表明，从小脑下游发起并通过运动丘脑到达大脑皮层的上升通路对于控制随意眼球运动非常重要。目前正在提交结果。他们还记录了这些猴子运动丘脑与眼球运动相关的神经活动，并发现了对眼跳、眼睛位置、延迟期等做出特异性反应的神经元组。许多与眼跳相关的神经元会随着运动的延迟而改变其活动，而与眼睛位置相关的神经元则具有几乎仅限于水平或垂直方向的方向选择性。这表明丘脑可能参与运动的评估而不是运动的表达，并且其信号可能是由脑干的上行投射提供的。此外，一些对延迟期做出反应的神经元也在眼球滑动期间改变了它们的活动。未来，有必要定量分析这些神经活动，并研究如何利用这些信号来控制运动。

项目成果

Tanaka M., Lisberger S.G.: "Role of arcuate frontal cortex of monkeys in smooth pursuit eye movements. II. Relation to vector averaging pursuit"Journal of Neurophysiology. 87・6. 2700-2714 (2002)

Tanaka M.，Lisberger S.G.：“猴子的弓状额叶皮层在平滑追踪眼球运动中的作用。II.与矢量平均追踪的关系”《神经生理学杂志》87・6（2002）。

Tanaka M., Lisberger S.G.: "Role of arcuate frontal cortex of monkeys in smooth pursuit eye movements. I. Basic response properties to retinal image motion and position"Journal of Neurophysiology. 87・6. 2684-2699 (2002)

Tanaka M.，Lisberger S.G.：“猴子的弓状额叶皮层在平滑追踪眼球运动中的作用。I.对视网膜图像运动和位置的基本响应特性”《神经生理学杂志》87・6（2002）。