運動学習における大脳運動前野と頭頂連合野との機能連関

大脑前运动皮层和顶叶联合皮层在运动学习中的功能关系

基本信息

批准号：
10164205
负责人：
蔵田潔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

上肢による到達運動は、シフトプリズムを装着することにより視覚空間座標と運動座標との間に解離が生じても、10-20回の試行で正確に目標に到達できるようになる。このようなプリズム適応と呼ばれる短期間に成立する運動学習がヒトのみならずサルにおいても知られている。しかもこの運動学習にはプリズムの着脱毎に、極めて高い再現性のあることが確認されている。本研究はこのような実験系を用いて、視覚性上肢到達運動およびその学習には頭頂連合野から運動前野への投射系が重要な役割を果たしていると考えられているが、この系における情報変換様式を調べようとした。本年度の研究ではまず動作する腕の反対側の脳が主体となってプリズム適応が生じるかどうかを確認した。最初に、一側の上肢によるプリズム適応が完成した後、反対側の上肢でプリズム適応の左右間転移が起こるかを観察したが、左右間転移はほとんど生じていないことが明らかとなった。次に、ムシモルを反対側の運動前野腹側部に注入したところプリズム適応の障害がみられたが、同側の注入では障害が明らかではなかった。これらの知見は動作する腕の反対側の脳、特に運動前野腹側部とその関連領域が重要な役割を果たしていることを示唆している。このような確認をした上で、現在マルチレコーディングシステムを用いて運動前野腹側部と頭頂連合野の両方から同時にニューロン活動を記録している。運動前野腹側部の上肢運動関連領域を到達運動課題遂行中のニューロン活動から同定し、その領域を電気刺激した際の逆行性応答から、そこに出力する頭頂連合野領域を同定した上で視覚応答あるいは上肢の運動に関連するニューロン活動がプリズム適応中にどのように変化するかを解析している。

即使由于佩戴移位棱镜而导致视觉空间坐标和运动坐标发生分离，上肢的到达动作也可以在 10 到 20 次尝试内准确到达目标。这种在短时间内发生的被称为棱镜适应的运动学习不仅在人类中存在，而且在猴子中也存在。而且，已经证实这种运动学习在每次安装和拆卸棱镜时都具有极高的再现性。本研究使用这样一个实验系统来分析该系统中的信息，认为该系统在视觉手臂伸手动作及其学习中发挥着重要作用。在今年的研究中，我们首先确认了棱镜适应是否主要发生在移动手臂另一侧的大脑中。首先，在一侧上肢完成棱镜适应后，观察另一侧上肢是否发生棱镜适应的横向转移，但发现几乎没有棱镜适应的横向转移。接下来，当将蝇蕈醇注射到对侧的腹侧前运动皮层时，观察到棱镜适应受损，但进行同侧注射时没有明显的受损。这些发现表明，运动手臂另一侧的大脑，特别是腹侧前运动皮层和相关区域，发挥着重要作用。确认这一点后，我们目前正在使用多记录系统同时记录腹侧前运动皮层和顶叶联合皮层的神经元活动。腹侧前运动皮层中的上肢运动相关区域是根据执行运动任务期间的神经元活动来识别的，而输出的顶叶关联区域是根据该区域受到电刺激时的逆行反应来识别的。棱镜适应过程中反应或上肢运动发生变化。