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姿勢調節とリーチングに関与する高次運動野の機能局在と投射経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06934
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46030:神経機能学関連
研究機関富山大学 (2020-2023)
旭川医科大学 (2019)

研究代表者

中島 敏  富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (00455792)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード予期的姿勢調節 / ネコ / 到達運動 / 学習 / 先行性姿勢調節 / 予測 / 姿勢調節 / 随意運動 / 高次運動野 / 姿勢 / リーチング / 単一細胞記録 / 投射経路
研究開始時の研究の概要

私達が意図して行う運動(随意運動)によって体の重心の位置が変わりますが,そこに適切な姿勢調節が働けばバランスを崩して転倒してしまうことはありません.ところが,脳疾患を原因とする姿勢調節の障害は高齢者の転倒の危険を増しています.姿勢調節障害の病態を根本から理解し,適切なリハビリテーション法の開発につなげるため,まずは正常な脳がどのように随意運動,姿勢をコントロールしているのか調べます.具体的には,動物を訓練して標的に向かって前脚を伸ばさせ,前脚の運動そのものに関与する脳活動と,姿勢調節に関与する脳活動を可能な限り切り分け,これら二種類の活動が別々の経路で出力されているという仮説を検証します.

研究成果の概要

ヒトや四足動物でみられる予期的姿勢調節(APA)は明らかな四肢の運動が始まる前に起こる姿勢変化である.経験上,我々ヒトが次の行動を見越してどのようなAPAを行うかは,学習を通して獲得された予測戦略に左右される.これは動物でも同様であろうという仮説が立てられる.この仮説をネコで検証するため,2頭のネコを訓練し,規則的(3試行ごと)に標的の位置が左から右,あるいは右から左に交代する遅延到達運動課題を行わせながらネコの重心位置の水平成分(CVP)を測定した.毎試行で標的が現れる前のCVPを解析した結果,ネコは標的位置の変化の規則性を学習し,次の標的位置を予測した上で姿勢調節を行っていると考えられた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

歩行中の転倒予防は高齢者の生活の質を保つための最重要事項の一つである.転倒予防のためには一歩一歩を踏み出す前に適切なAPAを行うことが必要であり,これには脳幹網様体や一次運動野が関与することが示されている.更に,高齢者が日常生活を営む空間内を移動しようとするとき,空間内の障害物や危険個所の位置を記憶し,その記憶に基づいたAPAが行なわれれば,転倒リスクの更なる軽減やスムーズな移動につながると思われる。しかしながらその責任脳領域についての詳しい研究は少ない.本研究の成果は,このような記憶に基づいたAPAを生成する責任脳領域の機能を研究するための動物モデルとしてネコが使用可能であることを示した.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] モントリオール大学 神経科学科(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universite de Montreal(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Montreal(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Complementary Roles of Primate Dorsal Premotor and Pre-Supplementary Motor Areas to the Control of Motor Sequences2022

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Toshi, Hosaka Ryosuke, Mushiake Hajime
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 36 ページ: 6946-6965

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2356-21.2022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preceding Postural Control in Forelimb Reaching Movements in Cats2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Mirai、Nakajima Toshi、Takakusaki Kaoru
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 15 ページ: 792665-792665

    • DOI

      10.3389/fnsys.2021.792665

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Postural adjustments in cats during a reaching task reflect strategies to predict the forthcoming target location2022

    • 著者名/発表者名
      Toshi Nakajima, Mirai Takahashi, Kaoru Takakusaki
    • 学会等名
      15th Annual Canadian Neuroscience Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 後頭頂皮質へのムシモール注入がネコ前肢リーチング中の姿勢制御におよぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      高橋未来, 中島敏, 福山秀青, 野口智弘, 千葉龍介, 高草木薫
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭頂皮質へのムシモール注入は ネコ前肢リーチング中の圧力中心分布範囲を狭小化する2022

    • 著者名/発表者名
      高橋未来, 中島敏, 福山秀青, 野口智弘, 千葉龍介, 高草木薫
    • 学会等名
      第102回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコが前肢でリーチングを開始する前の姿勢調節は予測されたターゲットの位置に依存する2021

    • 著者名/発表者名
      中島 敏、高橋 未来、福山 秀青、高草木 薫
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコ前肢リーチング運動における先行性姿勢制御2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 未来、中島 敏、福山 秀青、野口 智弘、千葉 龍介、高草木 薫
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコがターゲット位置を予測したか否かが到達運動前の姿勢調節に現れる2020

    • 著者名/発表者名
      中島 敏, 高橋 未来, 福山 秀青, 高草木 薫
    • 学会等名
      第67回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコ前肢リーチング運動に随伴する姿勢制御の時空間的定量化2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 未来, 中島 敏, 宮岸 沙織, 福山 秀青, 野口 智弘, 千葉 龍介, 高草木 薫
    • 学会等名
      第100回 北海道医学大会 生理系分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコの前肢リーチング動作に随伴する姿勢調節における頭頂皮質の役割2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 未来,中島 敏,宮岸 沙織,千葉 龍介,小原 和宏,高草木 薫
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコ後頭頂皮質へのムシモール微量注入が前肢リーチング運動に随伴する姿勢調節へ及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 未来,中島 敏,宮岸 沙織,千葉 龍介,小原 和宏,高草木 薫
    • 学会等名
      第99回北海道医学大会生理系分科会・第99回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 順序動作遂行におけるニホンザル背側運動前野と前補足運動野の特徴的な役割2019

    • 著者名/発表者名
      中島 敏,保坂 亮介,虫明 元
    • 学会等名
      第99回北海道医学大会生理系分科会・第99回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 富山大学医学部統合神経科学(生理学)講座

    • URL

      http://www.med.u-toyama.ac.jp/ins/index-j.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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