大脳前頭連合野における仮想上の動作プランが認知と運動の統合過程に果たす役割

额叶联合皮层虚拟运动计划在认知-运动整合过程中的作用

• 批准号: 08J56651
• 负责人: 山形 朋子
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tamagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J56651/
• 关键词: 視覚運動変換; 前頭連合野; 運動前野; 到達運動; 電気生理学; 認知; 運動制御; サル

当該年度は,仮想上の動作プランを形成することが必要な運動と,一方で見えている物に手を伸ばすという直接的な運動の違いに着目し,2つの認知-運動統合過程において,前頭前野と運動前野を中心とする前頭連合野がどのように関与するかを調べた.2つの過程はそれぞれ「抽象的動作」と「視覚空間」の視覚情報を用いることで検証した.被検体に「抽象的動作」と「視覚空間」を表す視覚指示に基づいた到達運動課題を行わせ,被検体の運動前野から神経細胞活動を記録して視覚指示への応答を調べた.運動前野の神経細胞は「視覚空間」の指示によく応答した.一方で「抽象的動作」の指示には運動前野背側部(PMd)がよく応答した.「視覚空間」情報は90ミリ秒でPMdと運動前野腹側部(PMv)に到達したが,「抽象的動作」は150ミリ秒でPMdに到達した.また,運動前野は記録半球とは対側の「視覚空間情報」に強く応答する傾向があったが,「抽象的動作」の指示内容である「左右」には,左(対側)指示や右(同側)指示への優先的な応答傾向はなかった.これらの結果により,運動前野は「視覚空間」と「抽象的動作」の情報を異なる経路から受け取ることが示唆された.また,PMdとPMvが空間情報に基づく直接的な運動に,PMdが抽象的動作に基づいて仮想上の動作プラン形成を介した運動に主要な役割を果たすことが示唆された.この成果は欧文専門誌Journal of Neurophysiology誌に筆頭著者として発表した.前頭前野については仮想上の動作プラン形成においてモニタリング機能を果たすことが明らかになりつつあり,その成果は当該年度において国内外の学会で発表した.また,前頭前野と運動前野の比較により2領域の並列した情報処理様式が示されつつあり,本研究を通して,認知と運動の統合過程における情報処理機構に関して機能的な示唆を提供することができた.

在今年，我们专注于需要形成虚拟运动计划的运动与可见物体的直接运动之间的差异，并研究了额叶关联皮层如何以前额叶皮层和前层皮质为中心，与两个认知运动整合过程有关。使用“抽象运动”和“视觉空间”中的视觉信息验证了这两个过程。受试者根据代表“抽象运动”和“视觉空间”的视觉说明执行了一项触及运动任务，并记录了受试者前皮层的神经元活动，以检查对视觉说明的响应。前皮层中的神经元对“视觉空间”中的说明做出了很好的反应。同时，背面前皮层（PMD）对“抽象运动”的说明做出了很好的反应。视觉空间在两者之间和腹侧皮层（PMV）之间的信息在90毫秒内到达PMD，而“抽象运动”在150毫秒内达到了PMD。此外，前的皮层倾向于对与录制半球对侧的“视觉空间信息”做出强烈反应，但是“左右”指令（这是“抽象运动”的指示）没有对左侧（相反）或右侧（iPsilifecil）的说明的优先响应趋势。这些结果表明，前皮层从不同路径接收有关“视觉空间”和“抽象运动”的信息。它还提出，PMD和PMV在基于空间信息的运动中起着重要作用，并且PMD通过基于抽象运动的虚拟运动计划在运动中起着重要作用。该结果发表在《欧洲杂志》上。他被出版为《神经生理学杂志》的主要作者。很明显，前额叶皮层在形成虚拟运动计划中执行监测功能，结果在一年中在国内和国际会议上呈现。此外，通过比较前额叶皮层和前皮层，已经显示了两个领域的并行信息处理模式，这项研究为认知和运动整合过程中的信息处理机制提供了功能建议。

项目成果

Comparison of neuronal activity in three subareas of the dorsal premotor cortex

背侧前运动皮层三个分区神经元活动的比较

• 发表时间: 2009
• 作者: Darwish WS;Morshdy AE;Ikenaka Y;Ibrahim ZS;Fujita S;Ishizuka M.;中山義久
• 通讯作者: 中山義久

動作概念に基づいた動作プラン形成における外側前頭前野の機能的関与

外侧前额叶皮层在基于运动概念的运动计划形成中的功能参与

• 发表时间: 2009
• 作者: El Bohi KM;Hashimoto Y;Muzandu K;Ikenaka Y;Ibrahim ZS;Kazusaka A;Fujita S;Ishizuka M.;中山義久;山形朋子
• 通讯作者: 山形朋子

Processing of Visual Signals for Direct Specification of Motor Targets and for Conceptual Representation of Action Targets in the Dorsal and Ventral Premotor Cortex

• DOI: 10.1152/jn.00452.2009
• 发表时间: 2009-12-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY
• 影响因子: 2.5
• 作者: Yamagata, Tomoko;Nakayama, Yoshihisa;Hoshi, Eiji
• 通讯作者: Hoshi, Eiji