大脳基底核による運動制御機構を解明する-線条体の機能に関する研究

阐明基底神经节的运动控制机制——纹状体功能的研究

基本信息

批准号：
17022042
负责人：
南部篤
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17022042/
关键词：
大脳基底核線条体随意運動介在ニューロン GABA 大脳皮質運動野

项目摘要

線条体は大脳基底核の入力部として、様々な大脳皮質より入力を受けている。線条体での情報処理過程を調べる目的で、予め大脳皮質一次運動野上肢領域(MI)、補足運動野上肢領域(SMA)に刺激電極を埋め込んでおいたニホンザルを用い、上肢による遅延期間つきの到達運動課題を遂行させ、線条体の投射ニューロンから記録を行った。1.皮質刺激に対する順行性応答により、線条体ニューロンは、MI、SMA、およびMI+SMA両者から入力を受けるニューロンに分類できた。2.運動課題との関連を調べてみると、MIから入力を受けるニューロンは、運動そのものに関連して発射活動を変化させたのに対し、SMAから入力を受けるニューロン、MI+SMA両者から入力を受けるニューロンは、運動ばかりでなく手懸かり刺激や遅延期間に反応を示すものが多かった。3.線条体のGABA作動性介在ニューロンの機能を調べる目的で、記録と薬物の局所注入が可能な電極を用いて線条体投射ニューロンから記録を行い、gabazine(GABA_A受容体の拮抗薬)を局所に注入した。その結果、自発発射は増加しないが皮質刺激に対する応答性は増大した。4.Gabazine局所注入後、線条体投射ニューロン活動と運動課題との関連性の変化を調べたところ、タスクイベントとの時間関係が曖昧になったり、他のタスクイベントに反応するようになるなど、反応の特異性が失われる傾向が見られた。以上の結果より、運動遂行における線条体での情報処理に関して以下のことが考えられた。1.線条体投射ニューロンの発射パターンは、主に大脳皮質からの入力によって決まる。2.線条体介在ニューロンは、投射ニューロンの活動に対して微細な影響を与えている。これは、介在ニューロンが投射ニューロンに対してフィードフォワード抑制を行い、発射のタイミングを調節しているという仮説を支持する。

作为基底神经节的输入部分，纹状体接收来自各个大脑皮层的输入。为了研究纹状体的信息处理过程，我们使用预先在初级运动皮层的上肢区（MI）和辅助运动区的上肢区（SMA）植入刺激电极的日本猕猴。受试者执行了一项触及任务，并从纹状体中的投射神经元进行记录。 1. 根据对皮质刺激的顺行反应，纹状体神经元可分为接收 MI、SMA 和 MI+SMA 输入的神经元。 2. 检查与运动任务的关系，我们发现接收 MI 输入的神经元改变了与运动本身相关的放电活动，而接收 SMA 输入的神经元改变了 MI+SMA 的放电活动。许多受影响的神经元都做出了反应。不仅用于运动，还用于提示刺激和延迟时间。 3.为了研究纹状体中GABA能中间神经元的功能，使用能够记录的电极和局部注射药物对纹状体投射神经元进行记录，并局部注射加巴嗪(GABA_A受体拮抗剂)。结果，自发放电没有增加，但对皮质刺激的反应增加了。 4.局部注射Gabazine后，我们研究了纹状体投射神经元活动与运动任务之间关系的变化，发现与任务事件的时间关系变得模糊，并且它们开始对其他任务事件做出反应，有趋势。从而失去反应的特异性。上述结果表明以下有关运动表现期间纹状体信息处理的信息。 1.纹状体投射神经元的放电模式主要由大脑皮层的输入决定。 2.纹状体中间神经元对投射神经元的活动有微妙的影响。这支持了这样的假设：中间神经元对投射神经元施加前馈抑制，调节它们的放电时间。