2019 Fiscal Year Annual Research Report
中脳辺縁系-大脳皮質間の機能連関による意欲と身体運動の並列処理機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Brain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing |
|---|
| Project/Area Number |
18H05151
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
|---|
Principal Investigator |
西村 幸男 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 意欲 / 中脳 / 運動野 / 運動パフォーマンス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、意欲が身体運動制御機構を解明することを目指してヒトおよびモデル動物を対象に研究を行ってきた。
ヒトを対象としたfMRI研究では、前年度までに金銭報酬に基づく運動パフォーマンスの関係性を調べた実験より、意欲中枢である腹側中脳の運動準備段階での活動が運動パフォーマンスの決定に重要であるという仮説が得られている。この仮説を検証するため、本年度は、金銭報酬がない状況下で単純反応時間課題を用いたfMRI実験を実施した。その結果、運動準備段階において腹側中脳が強く賦活するほど、後のグリップを握る強さが大きくなるという関係性が、金銭報酬がない状況下でも確認された。つまり、上記の仮説を支持する結果であり、腹側中脳の準備活動が内発的な意欲の程度を反映し、将来の運動パフォーマンスの決定において主要な役割を果たすことを示唆する。
モデル動物を対象とした研究では、前年度および本年度に行った解剖学的実験により、腹側中脳から一次運動野へ解剖学的投射があることを明らかにした。加えて、逆行性神経トレーサーおよび逆行性越シナプス神経トレーサーを用いた実験により腹側中脳から脊髄へは直接の投射はないが、シナプスを一つ介して脊髄へ投射していることを明らかにした。上記の研究結果と合わせて考えると、腹側中脳から一次運動野を介して脊髄へ投射する神経経路の存在が示唆された。この神経路の機能的神経結合の検証を電気生理学的手法により試みたところ、腹側中脳の電気刺激によって、一次運動野の反応とともに筋活動が誘発されることを見出した。一次運動野の薬理的不活性を行うと腹側中脳刺激に由来する筋活動は消失することから腹側中脳は一次運動野を介して脊髄運動ニューロンの興奮性を促通する機能があることが支持された。
ヒトおよびモデル動物の結果から、意欲を制御する腹側中脳は運動野の活動とともに運動出力促通に寄与していることを明らかにした。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
