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申請者はこれまで、覚醒サルの頸随から介在ニューロンを慢性的に記録する方法(後述)、そして末梢神経へカフ電極を慢性的に装着する方法を開発してきた。本研究ではこれらの方法を応用して、随意運動中のレンショウ細胞の活動を世界で初めて直接記録する。まずレンショウ細胞の同定を、カフ電極を用いた運動神経へ逆行性刺激に対する応答、筋電図のspike-trigger averagingによる運動ニューロンへの単シナプス性抑制性出力の有無を用いて行う。また、サルに制御様式の異なる複数の運動課題を行わせ、レンショウ細胞と同定されたニューロンの活動を記録・比較することにより、これまで提唱されてきたレンショウ細胞の機能に関する仮説を検証する。つまり運動出力のゲイン制御・筋出力の安定性・関節stiffnessの制御が必要な運動課題をサルに行わせ、その際にレンショウ細胞の活動を記録・比較する。次に、課題に依存したレンショウ細胞の活動がもたらされる神経経路を知るために、まずレンショウ細胞近傍にアセチルコリン受容体拮抗薬であるmecamylamineを微量注入して運動課題に関連したレンショウ細胞の活動の変化を調べる。運動ニューロンの反回側枝からの入力はコリン性であり、下降路及び求心神経からの入力は非コリン性であることから、mecamylamine注入後の活動は主に下降路及び求心神経の活動を反映していると考えられる。このような実験によって運動制御にレンショウ細胞が貢献しているかを検討し、レンショウ細胞の随意運動制御に果たす役割を初めて実験的に明らかにする。
上記のような全体の研究計画に対して、本年度はまず2頭のサルにprecision-grip課題を、2頭のサルに手首屈曲・伸展運動課題を長時間行えるようにトレーニングを施した。またサイズの小さなレンショウ細胞の活動を安定して記録できるような、微小金属電極の作成を行った。さらに、レンショウ細胞の同定に必要なカフ電極を筋神経に装着する方法を確立した。
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