多電極同時記録法による頭頂連合野-運動野投射系の運動制御に果たす役割の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08780783
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 筧 慎治 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (40224365)
• キーワード: 頭頂連合野 / 運動野 / 皮質皮質投射細胞 / 複数ユニット同時記録 / reaching movement

研究概要

研究を前期と後期の2期に分けた。第一期を慢性動物の訓練を記録システムの完成、及びサーボモータによるターゲットのコントロールシステムの完成に充てた。第二期は動物に電極を慢性的に植え込み、頭頂連合の運動野への投射が同定された多数のユニットを実際に記録する時期とした。以下に、各時期における本研究の実績を報告する。
1.第一期:課題の管理及びデータの取り込みのソフトウェア及びハードウェアは前年度の科学研究費補助金で作製したものを改良した。特に、A-D変換のハードウェアを改良し、128chとして使用できるようにしたので、頭頂連合野からのユニット記録には最高90chの割り当てが可能になった。サーボモータによるターゲットのコントロールシステムの作製も順調に進み、将来の応用が可能な技術として確立したが、高周波ノイズ除去の問題が完全に解決しておらず、第一期の残された課題である。
2.第二期:訓練した動物野に植えた慢性電極刺激をしながら、頭頂連合野で逆行性に応答するユニットの探索を試みた。しかし、目的の皮質皮質投射細胞が小型かつ米国Linas研で記録されているプルキンエ細胞よりも密度が低いため、逆行性の電場電位を指標に探索範囲を大まかに決める程度では目的の多数のユニットからの同時記録が難しいことが判明した。一般の慢性動物からのシングルユノット記録の実験と違い、同じ動物で何十回も実験することは難しいため、少ない実験可能回数をより確実に生かす技術的改良が必須のなった。そこで現在、運動野に慢性の植え込み電極を植える際に、予めその部位の希釈しいた蛍光色素を微小注入して頭頂連合野の皮質皮質投射細胞を生体染色しておき、頭頂連合野に記録電極を植える際に先端樹状特記の蛍光ラベルを捜し(細胞体は励起光が届かない深部にあるため、蛍光色素でラベルされた細胞体を直接探すのは入手可能な技術では困難である)目的の細胞の最も高密度にある記録部位を決める方法を試験している。

研究成果

• [文献書誌] Muto N: "Morphology to single axons of tectospinal neurons in the upper cervical spinal cord." J.Copm.Neurol.372. 9-26 (1996)
• [文献書誌] Shinoda Y: "Four convergent patterns of input from the six semiciricular to motonrurons of different neck muscles in the upper cervical cord." Ann.NY Acad.Sci.781. 264-275 (1996)
• [文献書誌] Shinoda Y: "Morphology of single axons tectospinal and reticulospinal nerons in the upper cervical spinal cord," Prog.Brain Res.112. 71-84 (1996)
• [文献書誌] Kakei S: "Projection pattern of single corticocortical fibers from the parietal cortex to the motor cortex." Neuroreport. 7. 2369-2372 (1996)
• [文献書誌] 篠田義一: "視線制御と頭部の運動の神経機構"
• [文献書誌] 神経研究の進歩. 40(3). 363-373 (1996)
• [文献書誌] Kakei S: "Parietal Lobe Contributions to Orientation in 3D Space Edited by P.Thier and H.-O.Karnath" Springer Verlag,Hedielberg(in press), (1997)