脊髄歩行パターンジェネレータのニューロン回路とその調節制御機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480223
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 山口 峻司 山形大学, 理工学研究科, 教授 (80110493)
• 研究分担者: 松山 清治 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (40209664) ; 北嶋 龍雄 山形大学, 工学部, 助教授 (10007247)
• キーワード: CPG / 脊髄介在ニューロン / 反響回路 / 前肢 / 動的姿勢製御 / 除脳動物 / 頚髄側索 / 前庭脊髄路

研究概要

前肢歩行のCPGの構造と機能について要となる介在ニューロンが推定された。おそらく頚髄C6-7の灰白質に存在し反響回路を形成するものと考えられる。研究計画ではニューロンの形態も含めて解明する予定であったが4頭のネコで実験を試みたが成果をあげるに至らなかった。今後、この点も含めてさらに詰めていく研究が要請される。
外側視床下部がCPGの起動系を励起することが分かった。しかし、外側視床下部がどのような経路でCPGを活性化するのか、今後さらに実験を行う必要がある。
動的姿勢制御の課題では、起立姿勢に着目し研究を進めた結果、静止床面でも不安定床面でも予測制御が重要であることが明らかにされた。予測制御がどのようにCPGを含む脳幹脊髄系の中に埋め込まれているのか、さらに、解明されねばならない。前庭脊髄路の頻回刺激実験から、CPGと同様に、前庭脊髄路にも反響回路が含まれるという知見が得られた。これは予測制御をどのように捉えるかについて重要な手がかりを与える。今後は、それらと小脳との関係を解析する必要があろう。
空中立ち直り反射は姿勢制御の原型という意味で重要である。小脳、大脳基底核の姿勢制御機構の解明に空中立ち直り反射が有効であることが明らかにされた。解明すべき多くの問題が残されているが、そのためには、完全自由行動下にある慢性動物からのニューロン活動の記録が重要である。

研究成果

• [文献書誌] 山口峻司: "転倒のバイオメカニクスとそれを制御する脳神経機構"デサントスポーツ科学. 21. 192-200 (2000)
• [文献書誌] Masuda,K.: "Abnormal air-righting reflex in striatal rats"Jpn.J.Physiol.. 50. 163-166 (2000)
• [文献書誌] Kinoshita,M.: "Stimulus time-locked responses of motoneurons during fictive locomotion evoked by repetitive stimulation of the lateral funiculus"Brain Res.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Y.Kobayashi: "Joint time-frequency analysis on neuronal reverberation"Neurosci.Res.. S24. S151-S151 (2000)
• [文献書誌] F.Tian: "Muscle activation patterns of tonic lumbar reflex in rats"Neurosci.Res.. S24. S152-S152 (2000)
• [文献書誌] S.Tamakawa: "Electromyographic activity of air righting reflex in rats"Neurosci.Res.. S24. S152-S152 (2000)
• [文献書誌] Izuta,G.: "Electrophysiology and Kinesiology"A study of the fall fromarocking platform and a thin beam. 4 (2000)