生体機能の統合的研究

• 研究課題/領域番号: 04NP0101
• 研究種目: 創成的基礎研究費
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 江橋 節郎 岡崎国立共同研究機構, 機構長 (10009863)
• 研究分担者: 山岸 俊一 岡崎国立共同研究機構生理学研究所, 教授 (70014032) ; 本郷 利憲 東京大学, 医学部, 教授 (60013843) ; 大森 治紀 京都大学, 医学部, 教授 (30126015) ; 丹治 順 東北大学, 医学部, 教授 (10001885) ; 佐々木 和夫 京都大学, 医学部, 教授 (20025539)
• 研究期間 (年度): 1990 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• キーワード: 生体機能 / 高次脳機能 / 非侵襲的アプローチ / 行動制御 / 神経回路 / 感覚機能 / 認知機能 / 脳磁図(MEG)

研究概要

創成的基礎研究「生体機能の統合的研究」は新プログラム“生体における動的機構の解明"の研究班として平成2年度に発足し、脳機能を中心とする生体の働きの統合的解明を目指し、総括班および3つの研究班を組織して3年目の研究活動を展開してきた。
総括班は、研究班会議により研究方針を打合わせ、ロックフェラー大学長Wiesel教授、佐々木教授、栗城教授による「高次脳機能に関する特別講演会」(平成4年6月)、国際シンポジウム「知覚の中枢機構」(平成5年1月)、研究報告会(同2月)を主催した。
研究第1班「脳高次機能の非侵襲的アプローチ」班(佐々木和夫班長)は主にヒトの脳の高次の活動を研究の対象とし、生理学研究所に設置された37チャネル生体磁気計測装置(MEG)、磁気共鳴装置(MRI)等を駆使しての共同研究が進展した。MEGによる研究では日本語の単音節刺激による脳活動、目標注視の際の頭頂連合野活動の局在の推定(栗城)、手指の自発的運動に伴う一次運動野、補足運動野の活動の空間解像度のすぐれた知見(柴崎、佐々木)、色光弁別を伴うGO/NO-GO反応点を前頭葉背外側部と推定し、運動をしないという決断とそれによる抑制作用という前頭連合野の高次機能の新知見(佐々木)等がある。知覚と認知の脳機能の研究ではCO_2レーザー光による皮膚刺激と頭皮における感覚誘発電位(SEP)より温痛覚伝導の脊髄視床路の伝導速度や、頭皮上のP300の神経疾患に伴う変動の知見(柿木)、透明面と遮蔽面の知覚、運動知覚を指標とした空間的注意の詳細な知見、また運動補足誘導運動現象の規定要因の受容体モデルの提唱(下條)があった。
MRIの研究では内耳微細構造の3次元画像構築が試みられ、内耳病変の診断適用も検討された(亘)。
研究第2班「行動制御による高次脳機能の研究」班(丹治順班長)では各班員が新しい手法を取り入れつつ主にサルを対象に新たな構想の研究展開が進んだ。外国人客員教授を迎えての共同研究も進展した。大脳運動野の運動の企画実行過程におけるNMDA型と非NMDA型グルタミン酸リセプターの役割(丹治)、コザルの運動の巧緻性の形成過程におけるGABA抑制系の役割(久保田)、指向運動で水平回転時に橋網様体ニューロンが、垂直回転時にForel野細胞が運動に先行して発火する知見(本郷)、手の操作運動に関与する頭頂葉特定領域の存在と運動前野手指領域との関連(酒田)が報告された。また手続き記憶における大脳基底核の役割(彦坂)、連合学習の成立過程における線条体の役割(木村)、摂食行動時のドーパミン系の機能(粟生)、熟練手指運動時の体性感覚野の役割(入来)、ラット海馬体の場所ニューロンの空間位置コード及び場所の学習への関与(福田)が詳しく検討された。
研究第3班「高次脳活動の基礎としての神経回路網」班(大森治紀班長)はシナプス伝達および神経回路の研究から脳の高次機能に迫る研究を進展させた。シナプス機構については海馬CA1野シナプス後細胞NMDAによる長期増強メカニズム(山本)、海馬CA3野の代謝調節型グルタミン酸受容体機序(杉山)、小脳プルキンエ細胞・顆粒細胞間シナプスの長期抑圧の機序(平野)、キンドリングにより脳のシナプス伝達効率を変えた際のシナプシンI燐酸化とグルタミン酸放出量増大の知見(小幡)、有毛細胞の遠心性抑制性シナプス機構が代謝調節型Ach受容体を介したCa依存性Kチャネルの活性化によること(大森)が報告された。神経回路系ではグリア細胞による神経突起伸展制御作用(村上)、視覚野第4層における外側膝状体神経軸索制御因子の発見(外山)、覚経路形成に関与するA5分子が細胞間接着分子であること(高木)、座骨神経を用いた視神経再生系が正常に機能すること(福田)等が報告された。

研究成果

• [文献書誌] Sasaki K,Gemba H,Nambu A,Jinnai K,Yamamoto T & Llinas R: "Cortical activity specific to no-go reaction in go/no-go reaction time hand movement with colour discrimination in monkeys and human subjects." Biomedical Research. 13(Suppl.1). 5-9 (1992)
• [文献書誌] Kakigi R & Shibasaki H: "Mechanisms of pain relief by vibration and movements in man." Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry. 55. 282-286 (1992)
• [文献書誌] Kuriki S: "Localization of cortical neuromagnetic sources of the auditory evoked responses to short speech sounds." Biomedical Research. 13(Suppl.1.). 39-43 (1992)
• [文献書誌] Ikeda A,Luders H O,Burgess R C & Shibasaki H: "Movement-related potentials recorded from supplementary motor and primary motor area.Role of supplementary motor area in voluntary movements." Brain. 115. 1017-1043 (1992)
• [文献書誌] Shimojo S: "Behavioral assessment of visual functions in infants." Biomedical Research. 13(Suppl.1). 61-72 (1992)
• [文献書誌] Iwama T,Yamada H,Andoh T,Sakai N,Era S,Sogami M,Kuwata K & Watari H: "Proton NMR studies on ischemic rat brain tissue." Magnetic Resonance Medicine. 25. 78-84 (1992)
• [文献書誌] Tokuno H,Kimura M & Tanji J: "Pallidal inputs to thalamocortical neurons projecting to the supplementary motor area:an terograde and retrograde double labeling study in the macaqua monkey." Experimental Brain Research. 90. 635-638 (1992)
• [文献書誌] Matsumura M,Sawaguchi T & Kubota K: "GABAergic inhibition of neuronal activity in the primate motor and premotor cortex during voluntary movement." Journal of Neurophysiol. 68. 692-702 (1992)
• [文献書誌] Kitazawa S,Ohki Y,& Hongo T: "Candidate premotor neurons of skin reftlex pathway to T1 forelimb motoneurons of the cat." Brain Research. (1993)
• [文献書誌] Sakata H & Kusunoki M: "Organization of space perception:neural representation of three-dimentional space in the posterior parietal cortex." Current Opinion in Neurobiology. 2. 170-174 (1992)
• [文献書誌] Matsumura M,Kojima J,Gardiner T W & Hikosaka O: "Visual and oculomotor functions of monkey subthalamic nucleus." Journal of Nourophysiolgy. 67. 1615-1632 (1992)
• [文献書誌] Fukuda M,Kobayashi T,Bures J & Ono T: "Rat exploratory behavior controlled by intracranial self-stimulation improves the study of place cel activity." Journal of Neuroscience Method. 44. 121-131 (1992)
• [文献書誌] Aou S,Woody C D & Birt D: "Increases in excitability of neurons of the motor cortex of cats after rapid acquisition of eye blink conditioning." Journal of Neuroscience. 12. 560-569 (1992)
• [文献書誌] Kimura M: "Behavioral modulation of sensory responses of primate putamen neurons." Brain Research. 578. 204-214 (1992)
• [文献書誌] Mackel R,Iriki A & Brink E: "Spinal input to thalamic VL neurons:evidence for direct spinothalamic effects." Journal of Neurophysiology. 67. 132-144 (1992)
• [文献書誌] Kimitsuki T & Ohmori H: "The effect of caged calcium release on the adaptation of the transduction current in chick hair cells." Journal of Physiology. 458. 27-40 (1992)
• [文献書誌] Yamamoto N,Yamada K,Kurotani T & Toyama K: "Laminar specificity of extrinsic cortical connections studied in coculture preparations." Neuron. 9. 217-228 (1992)
• [文献書誌] Yamamoto C,Sawada S & Kamiya H: "Enhancement of postsynaptic responsiveness during long-term potentiation." Neuroscience Letters. 138. 111-114 (1992)
• [文献書誌] Tabata T & Fukuda Y: "Dendritic regrowth of retinal ganglion cells in adult rats." Neuroreport. 3. 709-712 (1992)
• [文献書誌] Kohga H & Obata K: "Retinoic acid-induced neural tube defects with multiple canals in the chick:immunohistochemistry with monoclonal antibodies." Neuroscience Research. 13. 175-187 (1992)
• [文献書誌] Murakami F,Song W-J & Katsumaru H: "Plasticity of neuronal connections in developing brains of mammals." Neuroscience Research. 15. 235-253 (1992)
• [文献書誌] Minakami R,Hirose E,Sugiyama H & et al: "Postnatal development of mRNA specific for a metabotropic glutamate receptor in the rat brain;" Neurosciences Reserch. 15. 58-63 (1992)
• [文献書誌] Hirano T: "Synaptic formations and modulations of synaptic transmissions between identified cerebellar neurons in culture." Journal de Physiologie(Paris). 85. 145-153 (1992)
• [文献書誌] Takeuchi F,Mukai M,Kuriki S,Hayashi M.& Imada T: "Spatio-temporal source localization of neuromagnetic fields evoked by tones." In:Biomagnetism:Clinical aspects,edited by M.Hoke et al.,(Elsevier,1992), 181-184 (1992)
• [文献書誌] Sakata H,Taira M,Mine S & Murata A: "Hand-movement-related neurons of the posterior parietal cortex of the monkey:thier role in the visual guidanceof hand movements.In Control of arm movement in space." In:Exp.Brain Res.Series 22,edited by R.Caminiti,P.B.Johnson and Y.Burno,Springer-Verlag,Berlin Heidelberg New York, 185-198 (1992)
• [文献書誌] Hikosaka O: "Role of the forebrain in oculomotor function." In:Progress in Brain Research,Vol.87,Role of the forebrain in sensation and behavior,edited by G.Holstege,Amsterdam:Elsevier, 101-107 (1991)
• [文献書誌] Kimura M,Aosaki T,Graybiel M: "Role of basal ganglia in the acquisition and initiation of learned movement." In:Role of cerebellum and basal ganglia in voluntary movement.edited by Mano N,Hamada I,DeLong MR.Elsevier/Amsterdam,London,New York, (1993)