眼球運動の調節における運動性視床の役割

运动丘脑在调节眼球运动中的作用

• 批准号: 14780616
• 负责人: 田中 真樹
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780616/
• 关键词: 眼球運動; 背側視床; 神経活動; 霊長類; 運動性視床

運動系の各段階における情報処理の結果は帰還性経路を経てより上位の中枢につたえられ、運動計画の更新や感覚入力の解釈に利用される。視床-大脳経路は脳幹、小脳、大脳基底核などの皮質下運動中枢から発した信号を上行性につたえ、その特性を知ることは運動の制御機構を理解する上で重要である。本課題では行動中のサルの運動性視床から単一ニューロン活動を記録した。髄板内核群の周辺領域からサッカードあるいは眼球位置に関連した細胞を多数記録した。いずれも約半数が眼球運動にわずかに先行して活動を変化させた。サッカードに先行してバーストするものの多くは方向選択性をもち、その至適方向は視野のあらゆる方向に分布していた。これに対し、眼球位置に対応するものは水平あるいは垂直方向に至適方向をもち、あきらかなmovement fieldをもたなかった。また、サッカードに関連したものの中には視覚誘導性サッカード課題よりも記憶誘導性課題で活動が増強するものが見いだされた。これらの結果から視床におけるサッカード信号と眼球位置信号はそれぞれ眼球運動系の異なった段階から供給されていることが示唆された。具体的にはサッカード信号は基底核あるいは上丘からもたらされ、眼球位置信号は基本的には脳幹にある神経積分器からの信号をうけていると考えられる。しかし、眼球位置に関連したものの多くはヒステリシスをもっており、忠実に眼球位置をコードしているわけではなく、視床内あるいは視床に至るまでに何らかの修飾をうけていると予想される。さらに、これら記憶誘導性サッカード、遅延期間、あるいは眼球位置に関連した細胞の一部は滑動性眼球運動の最中にも活動を変化させた。これらのことから大脳皮質は、視床を介した経路により、皮質下運動中枢の複数の段階における情報処理の結果をモニターしていることが明らかになった。

运动系统每个阶段的信息处理结果通过反馈路径传输到更高级别的中心，用于更新运动计划和解释感觉输入。丘脑-大脑通路传递来自脑干、小脑、基底神经节等皮层下运动中枢的上行信号，了解其特征对于理解运动的控制机制具有重要意义。在这项任务中，记录了一只行为猴子的运动丘脑的单个神经元活动。从髓内核组周围区域记录到了大量与眼跳或眼位相关的细胞。在所有情况下，大约一半的受试者在眼球运动之前稍微改变了他们的活动。扫视之前的许多突发都是方向选择性的，最佳方向分布在视野的所有方向。另一方面，与眼球位置相对应的那些在水平或垂直方向上具有最佳方向，并且没有明显的运动场。此外，发现一些与眼跳相关的活动在记忆引导的任务中比在视觉引导的眼跳任务中得到更多增强。这些结果表明丘脑中的扫视信号和眼位置信号是由动眼系统的不同阶段提供的。具体来说，扫视信号被认为来自基底神经节或上丘，而眼位信号基本上接收来自脑干中的神经积分器的信号。然而，许多与眼球位置相关的变量具有滞后性，并且不能忠实地编码眼球位置，并且预计会在丘脑内或到达丘脑之前经历一些修改。此外，一些与记忆引起的眼跳、延迟期或眼睛位置相关的细胞在眼球滑动期间改变了它们的活动。这些发现表明，大脑皮层通过丘脑介导的途径监测皮层下运动中心多个阶段的信息处理结果。

项目成果

Tanaka M.: "Contribution of signals downstream from adaptation to saccade programming."Journal of Neurophysiology. 90・3. 2080-2086 (2003)

Tanaka M.：“适应下游信号对扫视编程的贡献”。神经生理学杂志 90・3（2003 年）。

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）。