随意性追跡眼球運動の神経機構の生理学的研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02670046
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 永雄 総一 東京大学, 医学部, 助手 (40164397)
• キーワード: 小脳 / プルキンエ細胞 / 前庭動眼反射 / 追跡眼球運動 / 運動学習 / 長期抑圧 / 可塑性 / 制御

研究概要

平成2年度は、猿の小脳片葉及び傍片葉の眼球運動に対する役割を同定する研究を、電気生理学及び薬理学的方法を用いて行った。まず1頭の猿で、片葉及び傍片葉にタングステン微小電極を刺入し、眼球運動中のプルキンエ細胞の単一発射活動を記録し、暗闇の中で頭を回転した時に生じる前庭動眼反射と追跡眼球運動に対する反応を検討した。その結果、片葉プルキンエ細胞は、前庭動眼反射時には、頭の回転速度と同期した活動を示すのに対し、片葉の背側に接する傍片葉のプルキンエ細胞は、追跡眼球眼球速度と同期した活動を特異的に示すことが明かになった。さらに、視覚応答や、前庭動眼反射と視覚刺激を組み合わせた眼球運動に対する応答も検討したが、総合的には、片葉が反射性の眼球運動、傍片葉が随意性の眼球運動をそれぞれ制御しているという知見を得た。このことから、眼球運動における小脳の各部の機能分担が整理された。以上の結果を、平成2年京都で行われた第14回神経科学学術集会で発表した。
次に、眼球運動の制御機構を解析するために、小脳の神経細胞の活動を修飾する薬物を片葉に局所投与し、その効果を調べた。小脳神経細胞には、長期抑圧と呼ばれる、シナプス伝達の可塑性があり、それが小脳による運動学習の基本機構であるという仮説があるが、それを特に検討した。即ち、長期抑圧を特異的にブロックする作用のあるヘモグロビンを片葉に局所投与し、運動学習のモデルである前庭動眼反射の適応性変化に対する影響を、猿及び兎で検討した。その結果、ヘモグロビンは特異的に、前庭動眼反射の学習を阻害することがわかった。なお、この結果を、平成2年に東京でおこなわれた第13回国際バラニ-学会で講演発表するとともに、平成3年速報として、ニュ-ロレポ-ト誌に掲載する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Nagao S: "Eye velocity is not the major factor that determines the mossy fiber responsiveness of the rabbit floccular Purkinje cells to turnrable and screen oscillation." Experimental Brain Research. 80. 221-224 (1990)
• [文献書誌] Nagao S: "A nonーinvasive method for eye position recording with an infraーred TVーcamera." Neuroscience Research. 8. 210-213 (1990)
• [文献書誌] Nagao S: "Organization of afferent signals coding eye velocity,eye position,head velocity and optokinetic stimuli in the flocculus of pigmented rabbits." Neuroscience Research. (1991)
• [文献書誌] Nagao S,Ito M: "Local application of hemoglobin into the cerebellar flocculus blocks adapatation of vestibuloーocular reflex." NeuroReport. (1991)
• [文献書誌] Ito M,Nagao S: "Comparative apspects of horizontal ocular reflexes and their cerebellar adaptive control in vertebrates." Comparative Biochemistry and Physiology. (1991)
• [文献書誌] Nagao S: "Eye velocity is not the major inputs to the rabbit flocculus during turntable oiscillation and screen oscillation." Neuroscience Research Supplement. 11. S71 (1990)
• [文献書誌] Nagao S: "Role of cerebellar flocculus in the adaptive gain control of reflex eye movements.Vestibular and brain stem control of eye,head and body movements" Springer, (1991)