手の視覚像の移動課題における左右の腹側運動前野と背側運動前野の役割

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13035004
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 虫明 元 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (80219849)
• キーワード: 運動前野 / 運動 / 視覚

研究概要

運動前野が、視覚情報に基づいた運動の制御のどのような側面に関与するかを調べる目的で、手の視覚像をターゲットに移動させる課題を訓練し、課題遂行中のサルより細胞活動を記録した。課題では、ターゲットに移動させる視覚像の部位を示す指示信号とターゲットを順次呈示し、遅延期間の後にゴー信号が与えられると、指示された部位をターゲットに移動させた。特に細胞活動が、実際の手の運動と、視覚像の移動のどちらをより反映するかを調べるために、スクリーンの像を適宜左右反転することで、実際の手の運動と視覚像の移動方向を解離させた。課題遂行中には、眼位、筋電図の活動も記録した。遅延期間の細胞活動を解析すると、背側運動前野には、ターゲットへ移動させる視覚像上の基準点の位置により活動を変化させる細胞が多く存在した。また、実際の手の運動方向よりその視覚像の移動方向を反映する細胞活動も遅延期間中に見出された。次いで、細胞活動が、スクリーンの座標と視覚像の座標のどちらを反映しているかを調べる目的で、手の位置をシフトさせて、そのときの運動直前の細胞活動を腹側運動前野で解析した。すると、背側運動前野同様に視覚像の左右どちらをターゲットに移動させるかを反映している細胞が多く見られた。またこのような細胞の中に方向選択性を示す細胞が存在したが、ほとんど細胞は、手の位置を変えると視覚像の座標に一致して、その細胞活動が変化し、スクリーン座標に依存したものはほとんど無かった。これらの結果から、運動前野は視覚像の座標系で運動を表現していることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Fujii N, Mushiake H, Tanji T: "Distribution of eye-and arm-movement related neuronal activity in the supplementary eye field, and in the supplementary and presupplementary motor areas of monkeys"J.Neurophysiol. 87. 2158-2166 (2002)
• [文献書誌] H Mushiake, N Saito, Y Furusawa, M Izumiyama, Kazuhiro Sakamoto, H Shamoto, H Shimizu, T Yoshimoto: "Orderly activations of human cortical areas during path-planning task"neuroreport. 13. 423-426 (2002)
• [文献書誌] Ochiai T, Mushiake H, Tanji J: "Effects of image motion in the dorsal premotor cortex during planning of an arm movement"J.Neurophysiol. 88. 2167-2171 (2002)
• [文献書誌] Ninokura Mushiake, Tanji J: "Representation of the temporal order of visual objects in the primate lateral prefrontal cortex"J.Neurophysiol. (in press). (2003)