運動プログラムのカテゴリー化と汎用化使用に関する脳内神経機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680891
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 嶋 啓節 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (60124583)
• Keywords: カテゴリー化 / 前頭前野 / 細胞活動 / サル

Research Abstract

複数の動作で構成される一連の行動を計画するとき、脳は多様な複数動作の組み合わせをカテゴリー化し、その概念を利用することによって行動のプログラミングを行っている可能性がある。今回の研究ではそのカテゴリー化と概念形成が前頭前野で行われているという仮説をたて、それを検証する一連の実験研究を行う。
実験動物としてニホンザルを用い、「押す」、「引く」、「回す」の動作が可能なマニピュランダムに前腕を固定し、3種類の動作のうち任意の2種類を2つのパターンで、もしくは1つの動作を連続して遂行させる。仮に行うべき2種類の動作が「押す」と「引く」で、かつ「押す」を最初に行う場合、複数運動パターンは"押す-引く-押す-引く(交互パターン)"、"押す-押す-引く-引く-(2・2パターン)"とする。1つの動作(例えば、押す)の場合は"押す-押す-押す-押す(ぞろ目パターン)"とする。上述した3種類の各運動パターンについて12通りの運動組み合わせを作ってサルに遂行させる。各動作の開始信号は音刺激によって与えられ、各動作終了後マニピュランダムは受動的に元の位置に戻され、サルは次の動作の開始信号を待つ。実際にサルが行うべき動作の順序は最初視覚誘導性に記憶させ、次に視覚情報なしの記憶依存性に行わせる。
現在、以上の課題を90%以上で遂行できるように訓練し、無菌的手術を行い記録部位にチェンバーを取り付け、前頭前野からの細胞活動の記録を行っている。

Research Products

• [Publications] Sawamura, shima, Tangi: "Numerical representation for action in the parietal cortex of the monkey"Nature. 415. 918-921 (2002)
• [Publications] Wang, Shima, Sawamura, Tanji: "Spatial distribution of cingulate cells projecting to the primary, supplementary and pre-supplementary motor areas"Neurosci. Res.. 39. 39-49 (2001)