新たに同定した小脳歩行誘発野による歩行運動分節の並列・集中制御機序

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480247
• Research Institution: Natiomal Institute for Physiological Scienes
• Principal Investigator: 森 茂美 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (80001907)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 大志 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (50301726) ; 中陦 克己 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (60270485)
• Keywords: 小脳歩行誘発野 / 四足歩行運動 / 直立二足歩行運動 / ニホンサル / PET / 室頂核 / 運動野 / 視覚野

Research Abstract

本年度は除脳ネコ歩行標本で同定できた小脳歩行誘発野(室頂核)が,無拘束の状態で流れベルト上を四足および直立二足歩行するニホンサルモデルにおいても歩行の制御に重要な役割を果たしているかの疑問に答えることを目的として研究を進めた。そのため浜松ホトニクス(株)中央研究所の研究協力を得て,positron emission tomography PET法を用い,歩行中に糖代謝レベルが増大する脳領域を同定した。小脳に注目すると,サルの四足歩行時には虫部,傍虫部,小脳半球のいずれの領域においても糖代謝レベルは有意に増大した。同一サルの直立二足歩行時には小脳正中の虫部領域のみが有意に糖代謝レベルを増大した。さらに直立二足歩行時には一次視覚野,運動野,補足運動野領域でも四足歩行時に比較して糖代謝レベルの強い増大が観察できた。神経解剖学的に小脳虫部はその腹側に位置している室頂核と相互の間で強いつながりをもっている。PET法では室頂核における糖代謝レベルの増大を直接的には測定できないが,小脳正中部における糖代謝レベルの増大は、室頂核のニューロン活動が四足・直立二足いずれの場合にも増強したことを推定させる。直立二足歩行時にのみ小脳正中部のみで糖代謝が増大したこと,さらに室頂核からは同側性および交叉性を含めて脳幹から始まる運動下行路起始細胞群に強い並列した投射があること,さらに室頂核からは室頂核視床路および視床皮質路を介して大脳皮質の感覚運動野そして補足運動野に投射のあることなどを考え合わせると,私たちがネコで同定した小脳歩行誘発野(室頂核)は直立二足歩行時における頭部・体幹・左右の前肢・後肢など数多くの運動分節の動きを統合的に制御するというすでに提出した作業仮説を支持する。本研究から得られた研究成績は小脳虫部そして高次の運動野が歩行制御中枢として重要な役割を果たしていることを推定させる。

Research Products

• [Publications] Mori, F et al.: "Bipedal locomotion by the normally quadrupedal Japanese monkey, M. Fuscata : strategies for obstacle clearance and recovery from stumbling"Acta physiologica et Pharmacologia Bulgarica. 26. 147-150 (2001)
• [Publications] 森 茂美: "直立二足歩行は何をもたらすか"科学. 71. 1130-1137 (2001)
• [Publications] 森 茂美: "老化の基礎(21)-歩行機能の老化-"老年消化器病. 13. 211-215 (2001)
• [Publications] 森 茂美: "脳の可塑性と起立・歩行"JOHNS. 17. 853-860 (2001)
• [Publications] Mori, S et al.(分担執筆): "Gait Disorders"Lippincott Raven Press(New York). 16 (2001)
• [Publications] Nakajima, K et al.(分担執筆): "Sinsorimotor Control"IOS Press(Amsterdam). 8 (2001)