2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K11313
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
村田 哲 近畿大学, 医学部, 准教授 (60246890)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 随伴発射 / 把持運動 / 運動主体感 / 前頭葉 / 頭頂葉 / ミラーニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前頭葉と頭頂葉は上縦束と呼ばれる線維束によって結ばれ、感覚運動制御に関わっている。特に把持運動は、この上縦束3枝によって制御されており、また、自他の動作の共有にも関わっているミラーニューロンもこのネットワークに含まれる。ネットワーク内には、運動の企図や運動指令、予測される感覚フィードバック（随伴発射／遠心性コピー）、実際の感覚フィードバックなどをやりとりし比較する複数の比較器があり、運動制御のみならず、他者の運動知覚あるいは自他の運動の区別に関わると推測されている。身体的自己の神経基盤とも考えられる。本研究はこれらの領域から、把持運動遂行中の硬膜下皮質表面電位（ECoG）をサルの脳の複数領域から同時に記録し、領域間の神経活動の相互作用を明らかにすることを目的としている。ヒトを対象にした先行研究では、前頭葉からの運動開始前の運動企図や計画などの意識下のprospectiveな信号が、反応時間や運動時間を短くし、運動主体感を強くすることが明らかにされている。本実験のセットアップでは、把持運動の直前に、異なる形の複数の物体を予め意識下でプライミング刺激として提示し、実際の把持運動では、プライミングと物体が一致する場合としない場合を用意した。本実験でも、このようなプライミング刺激が実際の運動時と一致するときだけ運動主体感が強くなり、運動時間や反応時間が早くなることが推測される。このプライミング刺激の提示のため、20ms程度の開閉時間が設定できるものをの高速液晶シャッターを導入した。現在、片手で把持運動ができるようにサルを訓練が出来上がり、行動の記録を行っており、ある一定の条件で一致条件で運動時間が短くなるデータが記録されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は、コロナウイルス感染症の蔓延により、サルの訓練の一時中止など余儀なくされた。そのため、訓練が計画より遅れが生じている。しかしながら、実験装置のセットアップは順調に行われ、プライミング刺激の提示のための20ms程度の開閉時間が設定できる高速液晶シャッターが見つかったのでそれを導入した。現在サルには、上記セットアップで、サルの片方の手での課題訓練は終了し、行動実験を行っている。この実験では、プライミングと実際の運動のときの物体が一致するときと一致しないときで、反応潜時や運動時間などを比較してその解析を行っている。眼球運動を使ったヒトの行動実験や機能画像の先行研究では、運動開始前の運動企図や計画などのprospective な信号が、運動主体感に影響を与え、また反応潜時や運動時間に影響を与えることが報告されている。この報告では、プライミング刺激で眼球運動の方向を示すが、その刺激はその後の実際の眼球運動のときの方向と一致する場合では反応潜時や運動時間が不一致の場合と比較して短くなることが示されている。本実験においても、一部の物体で運動時間が一致条件で短くなるというデータを得ている。こうした結果は、プライミングの時間や提示する物体、あるいは運動の開始のタイミング、把持運動の中の視覚情報の提示の時間に左右されると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、短期間のプライミング刺激を提示し、その後に実際の把持運動のための物体を提示する実験課題を組む事ができている。先に述べたように、現在この実験課題を使って、サルの行動実験を行っているが、この課題と同様の眼球運動課題を用いたヒトを対象にした先行研究と符合するように、サルが課題実行中にプライミング刺激と実際の運動時の物体の形が一致するときの運動時間が短くなるというデータを得ている。ヒトの眼球運動の実験では、この一致条件で運動主体感も強くなることが明らかにされている。サルでは運動主体感そのものを計測することは難しいが、運動のパラメータを計測することで、それを可能にしうると考える。現在、課題中のプライミング提示時間、運動の開始のタイミング、運動中の視覚情報の提示などのタイミングなどを変化させて、より安定した結果がでるように調整中することを目指している。それができれば、反応時間や運動時間をサルの行動が運動主体感のマーカーととして使えるであろう。
さらに、今後、残りの片方の手も訓練を行う。これは、できるだけ効率よく、短期間に両側の脳のECoG記録実験を行うためである。電極はすくなくとも背外側前頭前野、腹側運動前野、下頭頂葉に埋め込み、ECoG の記録を目指す。半球の記録が終わったら更に残りの半球からの記録を目指す。
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| Causes of Carryover |
2020年度には、サル2頭をNBRから供給された。また、高速度液晶シャッターを導入した。新型コロナウイルス感染症蔓延のため、学会・研究会がオンライン開催となり、旅費・謝金などの支出が行われなかった。
2021年度においても、新型コロナウイルスの状況は改善されない可能性がある。使用については、脳波解析のためのソフトウエア・ハードウエアの整備の必要がある。また、液晶シャッターについても視野を広げるため追加で購入する予定である。
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Research Products
(1 results)
