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交流電気刺激を用いた眼球運動制御における神経オシレーション活動の因果的役割の検証

研究課題

研究課題/領域番号 18K07350
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分51010:基盤脳科学関連
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

横山 修  公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主任研究員 (60455409)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード神経オシレーション活動 / 眼球運動 / サッカード / 前頭眼野 / 補足眼野 / 局所場電位 / 脳電気刺激 / サル / 空間的注意 / 注意 / 交流電気刺激 / 運動実行 / 脳活動操作法 / 前頭葉
研究成果の概要

大脳運動関連領域の神経オシレーション活動が運動開始および空間選択にどのような役割を果たしているかを検討した。2頭のニホンザルにおいて自発的な急速眼球運動は2~3秒おきに最も頻繁に生じ、その運動開始時、前頭眼野の2~3ヘルツおよび約10ヘルツのオシレーション活動が特定の位相に揃うことが判明した。手首運動の開始と複数の大脳皮質運動野と大脳基底核においても同様の位相同期が生じていることが判った。また、補足眼野への高周波電気刺激を行うことによってその効果が脳状態依存的であること、その後の眼球運動標的の選択が影響を受け変化することを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大脳皮質や大脳基底核で観察される周期的な神経活動のうち特定の周波数(2~3ヘルツ、および約10ヘルツ)の活動が眼球や手首の運動の開始と密接な関係を持っていることが判った。また電気刺激によってこうした活動を変化させることで、その時の脳の状態に応じて眼球運動やその標的の選択が変化することも判った。こうした知見を積み重ねていくことで、運動や認知を実現する神経基盤に関する理解が深まり、ひいてはこうした機能の障害が関わる神経疾患の予防法や治療法、機能をより向上させる技術など、電気刺激を応用した有用な手法の開発に繋がる可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] アスリート脳の理解に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      横山修、田添歳樹、西村幸男
    • 雑誌名

      Brain and Nerve

      巻: 71 ページ: 99-103

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Top-down control of distributed attention by the supplementary eye field in monkeys2021

    • 著者名/発表者名
      横山修、西村幸男
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Control of visual spatial attention in the frontal eye field and supplementary eye field of monkeys2019

    • 著者名/発表者名
      横山修、西村幸男
    • 学会等名
      NEURO2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Representations of hand movements by neurons and local field potentials in the primary motor cortex and medial motor areas in monkeys2019

    • 著者名/発表者名
      中山義久、横山修、星英司
    • 学会等名
      NEURO2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 補足眼野ニューロンは動的に変化する空間性注意の広がりをコードする2018

    • 著者名/発表者名
      横山修、星英司、西村幸男
    • 学会等名
      2018年度 次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Encoding of contralateral and ipsilateral hand movements by neurons and local field potentials in the primary motor cortex in monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Nakayama, Osamu Yokoyama, Eiji Hoshi
    • 学会等名
      The 48th annual meeting of the Society of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Encoding of varying spatial extent of visual attention in supplementary eye field2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Yokoyama, Eiji Hoshi, Yukio Nishimura
    • 学会等名
      11th FENS Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所 脳機能再建プロジェクト

    • URL

      https://neural-prosthetics.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 脳機能再建プロジェクト

    • URL

      https://www.igakuken.or.jp/neuroprosth/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 脳機能再建プロジェクト Research

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/neuroprosth/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所 脳機能再建プロジェクト

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/neuroprosth/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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