2012 Fiscal Year Annual Research Report
障害物回避歩行運動における大脳－小脳機能連関ループの役割
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10J09854
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青木 祥 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 障害物回避歩行 / 小脳皮質 / 外側部 / 中間部 / ムシモル / ラット / 平面歩行 / 経シナプストレーサー |
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| Research Abstract |
本研究は、ラットの障害物回避歩行運動における大脳-小脳機能連関ループの役割を明らかにすることを目的としている。このような動作は通常の歩行制御に加えて、障害物の高さに応じて、適切に肢の軌道を制御する必要がある。前年度までに、小脳外側部は障害物の無い通常の平面歩行には関与せず、障害物回避動作において前肢の適切な筋活動タイミングの調節ならびにつま先の軌道生成に関与する知見を得ている。しかしながら、損傷実験を用いているため、破壊が外側部のみならず隣接する中間部まで及んでいる可能性を完全には否定できなかった。そこで本年度では、対照実験として、中間部の薬理学的不活化が、平面歩行に及ぼす影響についてラットを対象として調べることとした。GABA受容体作動薬であるムシモルを微量注入し、小脳前葉、または後葉の中間部を局所的に不活化した。この際には、コレラ毒bサブユニット(CTb)を混合して注入することにより、神経解剖学的に注入部位を確認した。また、数例のラットにおいて蛍光で標識されたムシモル(Muscimol, Bodipy-TMR)を用いた注入部位の同定も行った。中間部を不活化すると、平面歩行において過度なつま先の拳上や関節の過屈曲が引き起こされた。この影響は後葉の中間部を不活化した場合に比べて、前葉の中間部を不活化した際により顕著に観察された。
この結果は、前年度までに行った、外側部損傷実験における外側部の局所的破壊手技の妥当性を支持するものである。また、ラットを対象として、逆行性経シナプストレーサーを用いて小脳皮質から大脳皮質運動体性感覚関連領域に対する解剖学的連絡を調べたところ、外側部は大脳皮質の前肢に関係する領域に特異的な投射を有することがわかった。この知見は、外側部の破壊が障害物回避歩行において、前肢に特異的な障害を引き起こしたことの根拠となると考えられる。
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[Journal Article] Contributions of phase resetting and interlimb coordination to the adaptive control of hindlimb obstacle avoidance during locomotion in rats : a simulation study.
Author(s)
Aoi S, Kondo T, Hayashi N, Yanagihara D, Aoki S, Yamaura H, Ogihara N, Funato T, Tomita N, Senda K, Tsuchiya K.
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Journal Title
Biological Cybernetics
Volume: (掲載確定)
Peer Reviewed
