統合的研究手法による眼球・上肢運動制御における大脳運動関連領野の機能解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17021041
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 伊佐 正 生理学研究所, 発達生理学研究系, 教授 (20212805)
• 研究分担者: 遠藤 利朗 生理学研究所, 発達生理学研究系, 助手 (30353436)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 大脳皮質 / 上丘 / 皮質脊髄路 / 脊髄固有細胞 / サッケード / 精密把持 / サル

研究概要

サルにおいて一次視覚野の損傷後、1-2カ月で障害視野への眼球のサッケード運動は回復する。その際、視覚情報は上丘を介して処理される。網膜から上丘浅層への視覚入力は状況に応じて直接上丘中間層へ伝達され、さらに脳幹網様体のサッケード制御回路を直接駆動して超短潜時のexpress saccadeを駆動できる。
サルにおいて皮質脊髄路から手指筋の運動ニューロンへの直接経路を遮断しても、訓練によって1-2カ月で個々の指の独立制御による精密把持運動は回復する。その場合の機能代償は、運動ニューロンより数髄節吻側の脊髄固有ニューロンを介する経路によって行われる。

研究成果

• [雑誌論文] Functional differences between cortical and subcortical visual pathway in spatial attention: inhibition of return and attention capture. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikeda T, Yoshida M, Isa T.
  • 雑誌名: Journal of Cognitive Neuroscience (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploring the superior colliculus in vitro. (2009)
  • 著者名/発表者名: Isa T, Hall WC
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology ページ: 2581-2593
• [雑誌論文] Saccade control after V1 lesion revisited. (2009)
  • 著者名/発表者名: Isa T, Yoshida M
  • 雑誌名: Current Opinion in Neurobiology
• [雑誌論文] Increased expression of the growth-associated protein-43 gene in the sensorimotor cortex of the macaque monkey after lesioning of the lateral corticospinal tract. (2009)
  • 著者名/発表者名: Higo N, Nishimura Y, Murata Y, Oishi T, Saito K, Takahashi M, Tsuboi F, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 516 ページ: 493-506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different pedunculopontine tegmental neurons signal predicted and actual task rewards. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okada K, Toyama K, Inoue Y, Isa T, Kobayashi Y
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 29 ページ: 4858-4870
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compensatory changes at the cerebral cortical level after spinal cord injury. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Isa T
  • 雑誌名: The Neuroscientist 15 ページ: 436-444
  • 査読あり
• [雑誌論文] A common subcortical oscillatory network contributes to recovery after spinal cord injury. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Morichika Y, Isa T
  • 雑誌名: Brain 132 ページ: 709-721
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nigral inhibition of GABAergic neurons in mouse superior colliculus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kaneda K, Isa K, Yanagawa Y, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 11071-11078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Striate cortical lesions affect deliberate decision and control of saccade: implication for blindsight. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshida M, Takaura K, Kato R, Ikeda T, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 517-10530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cholinergic responses in crossed tecto-reticular neurons of rat superior colliculus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sooksawate T, Isa K, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 100 ページ: 2702-2711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatio-temporal profiles of field potentials in mouse superior colliculus analyzed by multichannel recording. (2008)
  • 著者名/発表者名: Phongphanphanee P, Kaneda K, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 9309-9318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic Ih ensures high-fidelity spike responses of motion sensitive neurons in rat superior colliculus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Endo T, Tarusawa E, Notomi T, Kaneda K, Hirabayashi M, Shigemoto R, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 99 ページ: 2066-2076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of burst activity through pre- and postsynaptic GABAB receptors in mouse superior colliculus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kaneda K, Phongphanphanee P, Katoh T, Isa K, Yanagawa Y, Obata K, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 816-827
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct and indirect cortico-motoneuronal pathways and control of hand/arm movements. (2007)
  • 著者名/発表者名: Isa, T., Ohki, Y., Alstermark, B., Pettersson, L-G., Sasaki, S
  • 雑誌名: Physiology 22 ページ: 145-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-dependent central compensatory mechanism of finger dexterity after spinal-cord injury. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Onoe T, Morichika Y, Perfiliev S, Tsukada H, Isa T
  • 雑誌名: Science 318 ページ: 1150-1155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identity of a pathway for saccadic suppression. (2007)
  • 著者名/発表者名: Lee PH, Sooksawate T, Yanagawa Y, Isa K, Isa T, Hall WC
  • 雑誌名: Proceedings of National Academy of Sciences, USA 104 ページ: 6824-6827
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of cholinergic responses in neurons in the intermediate gray layer of rat superior colliculus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sooksawate T, Isa T
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 24 ページ: 3096-3108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of propriospinal neurons in the C3-C4 segments mediating disynaptic pyramidal excitation to forelimb motoneurons in the macaque monkey. (2006)
  • 著者名/発表者名: Isa T, Ohki Y, Seki K, Alstermark B
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 95 ページ: 3674-3685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotinic acetylcholine receptor subtypes involved in facilitation of GABAergic inhibition in mouse superficial superior colliculus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Endo T, Yanagawa Y. Obata K, Isa T.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 94 ページ: 3893-3902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organization of interlaminar interactions in the rat superior colliculus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 93 ページ: 2898-2907
  • 査読あり
• [学会発表] Spinal cord interneuronal network and functional electrical stimulation of the spinal cord with chronically implanted electrodes. (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 日英ブレイン・マシン・インターフェース国際ワークショップ
  • 発表場所: 有楽町朝日ホール
  • 年月日: 2009-02-12
• [学会発表] 脳・脊髄部分損傷後の機能回復に関するBMIの応用に関する考え方 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第67回学術総会シンポジウム
  • 発表場所: 盛岡グランドホテル
  • 年月日: 2008-10-01
• [学会発表] 機能回復と脳活動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第2回痛みの理学療法学研究大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] 脊髄損傷後の手指の巧緻運動の機能代償機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] 「脊髄損傷後の手指の巧緻運動の機能代償機構」神経組織の成長・再生・移植研究会 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第23回学術集会
  • 発表場所: ホテルスプリングス幕張
  • 年月日: 2008-05-17
• [学会発表] 脊髄損傷後の手指の巧緻運動の機能代償機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第37回日本脊椎脊髄病学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2008-04-24
• [学会発表] ブレインマシンインタフェイス研究の現状と展望 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第47回日本定位・機能神経外科学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2008-01-25
• [学会発表] Neural correlate of residual vision in monkey with blindsight. (2007)
  • 著者名/発表者名: asatoshi Yoshida, Kana Takaura, Tadashi Isa
  • 学会等名: 第11回Association for the Scientific Study of Consciousness
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2007-06-23
• [学会発表] Is residual vision in monkeys with unilateral lesion in the primary visual cortex like normal, near-threshold vision? (2007)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Yoshida, Kana Takaura, Tadashi Isa
  • 学会等名: 第7回Vision Science Society年会
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2007-05-13
• [学会発表] Top-down attention on the visuomotor processing without the primary visual cortex(V1): an experimental study in monkeys with unilateral lesion of V1 (2007)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Isa
  • 学会等名: 第7回Vision Science Society年会
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2007-05-11
• [図書] Handbook of Microcircuits.(eds G. Shepherd. S. Grillner., The Superior Colliculus.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kaneda K, Isa T
  • 出版者: MIT Press(in press)
• [図書] Eyes, Retina and Visual System of the Mouse(eds Calupa Leo.M. & Willliams R, Superior colliculus and saccade generation in mice.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakatani T, Isa T
  • 総ページ数: 233-244
  • 出版者: MIT Press
• [図書] Microcircuit of the Superior Colliculus: A Neuronal Machine that Determines Timing and Endpoint of Saccadic Eye Movements.(Background paper for 93rd Dahlem Workshop on Microcircuits; The interface between Neurons and Global Brain Function) (2006)
  • 著者名/発表者名: Isa T, Sparks D
  • 総ページ数: 1-34.
• [備考]
  • URL: http://www.nips.ac.jp/hbfp/