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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Function of spinal neuronal system for controlling voluntary movement

Research Project

Project/Area Number 26250013
Research InstitutionNational Center of Neurology and Psychiatry

Principal Investigator

関 和彦  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 モデル動物開発研究部, 部長 (00226630)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 太田 淳  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80304161)
Project Period (FY) 2014-06-27 – 2018-03-31
Keywords脊髄介在ニューロン / ミラーニューロン / 筋シナジー / シナプス前抑制 / 光遺伝学
Outline of Annual Research Achievements

【研究項目1】本年度は、筋協調パタンの脳内表現としての筋シナジーを皮質及び赤核脊髄路がどのように協調して表現しているのかを主に新規解析によって明らかにした。皮質細胞はより遠位筋の限定された数の筋のシナジーを、一方赤核はより近位で、また複数関節をまたぐような筋シナジーを表現していた。一方、各領域で表現されている筋シナジーの時空間パタンと実際の筋活動の相関は高い場合と低い場合があった。この事は、個々の領域や細胞の筋活動生成に対する貢献が一様でない事を意味していた。現在2頭目のサルにおける記録を継続中である。【研究項目2】本年度は、脊髄上行路の皮質中継地点である,
ブロードマンの3a野及び3b野に注目して実験を進めた。3a野には有意なミラーニューロン様活動が認められた一方、3b野にはそのようなニューロン活動は記録されなかった。3a野は筋固有感覚を選択的に中継する領域であることから、皮質で認められるミラー活動は自己と他者の筋骨格運動そのものを反映している可能性がある。【研究項目3】本年度は、2頭目のサルからのデータ収集に従事し、運動中にシナプス前抑制が低下する事を、興奮性試験を用いて再現した。従来知られていた皮膚反射入力へのシナプス前抑制とは逆のパタンであった。この結果は、運動中のシナプス前抑制が、感覚種及び運動内容に依存して選択的に行われていることを示していた。また、末梢求心神経にウィルスベクターを用いて光活動制御遺伝子を導入し、電気刺激ではなく光刺激で末梢神経活動に介入する実験については、基本的な実験が終了した。この方法によって、電気刺激と遜色ない神経モジュレーション効果が光刺激を用いて得られることが明らかになった。現在論文執筆中である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University Collage London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University Collage London
  • [Journal Article] Neural basis for hand muscle synergies in the primate spinal cord.2017

    • Author(s)
      Takei T, Confais J, Tomatsu S, Oya T, Seki K
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci

      Volume: 114 (32) Pages: 8643-8648

    • DOI

      10.1073/pnas.1704328114.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 筋再配置手術が生み出す3つのSlow Dynamics.2018

    • Author(s)
      関和彦
    • Organizer
      第6回身体性システム領域全体会議
  • [Presentation] Sensory gating during voluntary movement: neural correlates in the cortical and subcortical network2017

    • Author(s)
      関和彦
    • Organizer
      7th CiNet Monthly Seminar
    • Invited
  • [Presentation] Contrasted coherent oscillations to muscular activity in the monkey spinal cord and motor cortex during a precision grip task.2017

    • Author(s)
      大屋知徹, 武井智彦, 関和彦
    • Organizer
      第11回Motor Control研究会
  • [Presentation] 筋シナジーの神経表現2017

    • Author(s)
      関和彦, 武井智彦,  Joachim Confais, 大屋知徹, 戸松彩花
    • Organizer
      第11回Motor Control研究会
  • [Presentation] Sensory gating during volitional movements: neuronal correlates at the cortical and subcortcal levels2017

    • Author(s)
      Seki K
    • Organizer
      JSPS2国間セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 協調運動の神経表現:基礎から臨床まで Neural basis for spatiotemporal coordination of muscle activity.2017

    • Author(s)
      関和彦
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] Sensory gating and presynaptic inhibition during voluntary movement.2017

    • Author(s)
      Seki K
    • Organizer
      Neural Control of Movement 2017
    • Invited
  • [Presentation] Presynaptic inhibition of muscle afferent input to spinal cord in awake, behaving monkeys.2017

    • Author(s)
      Tomatsu S, Kim G, Kubota S, Seki K
    • Organizer
      SfN’s 47th annual meeting
  • [Book] 手の百科事典2017

    • Author(s)
      関和彦ほか99名
    • Total Pages
      608
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-10267-3 C3540

URL: 

Published: 2018-12-17  

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