眼球運動関連領野による空間的注意の制御機構

• Project/Area Number: 18020001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 田中 真樹 Hokkaido University, 大学院・医学研究科, 准教授 (90301887)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥6,700,000 (Direct Cost: ¥6,700,000); Fiscal Year 2007: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2006: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 大脳皮質 / 眼球運動 / 神経活動 / 選択的注意 / ワーキングメモリ / 霊長類 / 神経生理学 / 前頭連合野

Research Abstract

われわれは視野内の複数の場所にむかって次々に、あるいは移動する物体に伴って連続的に、随意的に注意をむけることができる。こうした空間的注意のトップダウン制御には、前頭および頭頂葉の眼球運動関連領野が密接に関与すると考えられている。本研究では独自に考案した注意の移動を要する行動課題(Covert tracking課題)をサルに訓練し、その神経機構を単一ニューロンのレベルで調べた。この課題では視野内を動き回る複数の視覚刺激のうち1つを選択し、眼を動かさないでそれを内的に追跡する必要がある。前頭眼野およびその数ミリメートル前方の外側前頭前野領域からデータを収集し、解析をおこなった。
前頭眼野ニューロンの多くは、受容野内にtargetが入ったときにdistractorが入ったときと比べて視覚応答が増強した。ところがさらに前方の前頭前野からはこれらとは異なった興味深い神経活動が記録された。一部のニューロンでは受容野内にdistractorが提示されたときに活動が上昇し、また、別のニューロンではtargetが受容野内にあるだけではなく、同時にdistractorが受容野外め特定の場所にあると発火し、"conditional modulation"の様相を示した。これらのニューロンが混在していることから、こうした神経活動を統一的に説明できる神経機構が存在することが示唆された。
今後は、本研究で見出された神経活動の定量的な解析と、電気刺激実験などを組み合わせることで研究の大きな進展が見込まれる。また、大脳皮質の情報処理には視床を介した皮質下からの情報が必須であることから、視床や大脳基底核などの神経活動との関連も視野にいれて研究を進める必要がある。

Research Products

• [Journal Article] Spatiotemporal properties of eye position signals in the primate central thalamus. (2007)
  • Author(s): Tanaka, M.
  • Journal Title: Cerebral Cortex 17 Pages: 1504-1515
  • NAID: 120002087043
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cognitive signals in the primate motor thalamus predict saccade timing. (2007)
  • Author(s): Tanaka, M.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 27 Pages: 12109-12118
  • NAID: 120002070609
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatiotemporal properties of eye position signals in the primate central thalamus. (2007)
  • Author(s): Tanaka M.
  • Journal Title: Cerebral Cortex (in press)
  • NAID: 120002087043
• [Journal Article] 運動性視床による眼球運動の制御 (2006)
  • Author(s): 田中真樹
  • Journal Title: 実験医学(増刊) 24巻15号 Pages: 2418-2424
• [Journal Article] Enhanced modulation of neuronal activity during antisaccades in the primate globus pallidus.
  • Author(s): Yoshida, A. & Tanaka, M.
  • Journal Title: Cerebral Cortex (in press)
  • NAID: 120002087044
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 眼球運動を指標にした随意運動研究 (2008)
  • Author(s): 田中真樹
  • Organizer: 大阪大学生命機能研究科グローバルCOE後援神経科学若手の会第2回研究会
  • Place of Presentation: 大阪大学基礎工学部、大阪
  • Year and Date: 2008-01-21
• [Presentation] Volitional control of eye movements by the thalamus and the basal ganglia. (2008)
  • Author(s): Tanaka, M.
  • Organizer: HFSP International Workshop
  • Place of Presentation: OIST、沖縄
  • Year and Date: 2008-01-08
• [Presentation] 眼球運動を指標にしたシステム神経科学研究 (2007)
  • Author(s): 田中真樹
  • Organizer: 第5回北海道大学脳科学研究教育センターシンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学百年記念会館、札幌
  • Year and Date: 2007-11-26
• [Presentation] Antisaccade signals in the primate globus pallidus. (2007)
  • Author(s): Yoshida, A. & Tanaka, M.
  • Organizer: 37th Annual meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2007-11-05
• [Presentation] サル運動性視床におけるAntisaccadeに関連した神経活動 (2007)
  • Author(s): 國松 淳、田中真樹
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、横浜
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] 眼球運動の随意性制御における運動性視床の役割 (2007)
  • Author(s): 國松 淳、田中真樹
  • Organizer: 第87回北海道医学大会生理系分科会
  • Place of Presentation: 北海道大学理学部大講堂、札幌
  • Year and Date: 2007-09-08
• [Presentation] Antisaccade課題中の淡蒼球の神経活動と障害効果 (2007)
  • Author(s): 吉田篤司、田中真樹
  • Organizer: 特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • Place of Presentation: ウェルシティ札幌、札幌
  • Year and Date: 2007-08-23
• [Presentation] Antisaccade課題中の運動性視床の神経活動 (2007)
  • Author(s): 國松 淳、田中真樹
  • Organizer: 特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • Place of Presentation: ウェルシティ札幌、札幌
  • Year and Date: 2007-08-23
• [Presentation] 大脳-基底核ループによる眼球運動の随意性制御 (2007)
  • Author(s): 田中真樹、吉田篤司、國松 淳
  • Organizer: 第1回生理学研究所Motor Control研究会
  • Place of Presentation: 岡崎カンファレンスセンター、岡崎
  • Year and Date: 2007-06-28
• [Remarks]
  • URL: http://physiology.jp/exec/page/stopics57/