視覚の空間情報の脳内再現における前頭眼野領域の役割―MST野活動との比較による解析―

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12480244
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 福島 菊郎 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70091486)
• キーワード: 前頭眼野 / 滑動性眼球運動 / 輻輳開散運動 / 視線運動 / 仮想空間 / 視覚情報 / サル

研究概要

視覚の空間情報の脳内再現における前頭眼野の役割を調べることを目的として、昨年度、前頭眼野後部領域の滑動性眼球運動ニューロンの大多数が輻輳運動にも応答することを明らかにした。本年度は、同様の統合がMT/MST野ですでに起こっているかどうかを、同一課題を用いて、同一サルで調べた。その結果ゆっくり動く視標の追跡眼球運動に関連して応答したMT/MST野ニューロン計143個のうち、滑動性眼球運動と輻輳運動の両者に応管したのは、わずか12%であった。大多数(76%)は滑動性眼球運動のみに応答し、少数(14%)が輻輳運動のみに応答した。従って前頭眼野後部領域における滑動性眼球運動と輻輳運動信号の統合は、MST野での結果を受けたものでない。そこで前頭眼野後部領域における滑動性眼球運動と輻輳運動の統合原理を調べるため、個々のニューロンについて両眼球運動が要求される視標追跡課題中の応答を、個々の眼球運動課題の応答と比較した。その結果、滑動性眼球運動の最適方向が水平の場合も水平以外の場合も、滑動性眼球運動と輻輳運動の両者が要求される課題中の応答は、個々の眼球運動課題の応答のほぼ線形加算によって説明できた。従って前頭眼野後部領域で両眼球運動成分が線形加算されることにより、3次元空間に最適ベクトルを持つ眼球運動信号をコードすると解釈できる。これらニューロンについて、サルが静止視標を固視しているとき、第2の視標を前額面と奥行き方向に動かして視標運動に対する視覚応答を調べた。その結果、過半数(52%)は前額面での視標運動に対しても奥行き方向の視標運動に対しても応答し、その最適応答方向は滑動性眼球運動あるいは輻輳運動の最適方向と一致した。従ってこれらニューロンは視覚情報を、前額面のみならず奥行き方向でも担い、その方向の眼球運動信号の形成に関わることが示唆される。

研究成果

• [文献書誌] Fukushima K: "Predictive responses of peri-arcuate pursuit neurons to visual target motion"Exp Brain Research. 145. 104-120 (2002)
• [文献書誌] Fukushima K: "Coding of smooth eye movements in three-dimensional space by frontal cortex"Nature. 419. 157-162 (2002)
• [文献書誌] Shinmei Y: "Purkinje cells of the cerebellar dorsal vermis in the monkey : simple-spike activity during pursuit and passive whole body rotation"Journal of Neurophysiology. 87. 1836-1849 (2002)
• [文献書誌] Chin S: "Ocular torsion produced by unilateral chemical inactivation of the cerebellar flocculus in alert cats"Current Eye Research. 25. 133-138 (2002)
• [文献書誌] Honke K: "Paranodal junction formation and spermatogenesis require sulfoglicolipids"Proc Natl Acad Sci USA. 99. 4227-4232 (2002)
• [文献書誌] Takeichi N: "Directional asymmetry in smooth ocular tracking in the presence of visual background in young and adult primates"Exp Brain Research. (in press).
• [文献書誌] 三島済一: "眼の事典"朝倉書店(in press).