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2006 年度 実績報告書

適応的移動行動の発動と選択に関与する神経機構

研究課題

研究課題/領域番号 17075002
研究機関旭川医科大学

研究代表者

高草木 薫  旭川医科大学, 医学部, 助教授 (10206732)

研究分担者 森 大志  山口大学, 農学部, 助教授 (50301726)
柳原 大  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (90252725)
中陦 克己  近畿大学, 医学部, 講師 (60270485)
稲瀬 正彦  近畿大学, 医学部, 教授 (80249961)
中里 泰三  順天堂大学, 医学部, 講師 (80155697)
北澤 茂  順天堂大学, 医学部, 教授 (00251231)
キーワード歩行 / 姿勢制御 / 大脳皮質運動領域 / 随意運動
研究概要

行動の発現に際して,動物は環境に最適な姿勢制御を実現する.従って,姿勢制御は随意行動プログラムの初期プロセスであると考えられる.そこで本年度は,霊長類の大脳皮質運動領域が姿勢制御のプログラムを内在するという作業仮説を立て,この仮説の妥当性の有無を検討した.
実験には無拘束のマカクザルを用い,1)トレッドミル上での歩行時において大脳皮質運動領域の神経細胞がどの様に活動をするのか?そして,2)大脳皮質運動領域へのムシモールの注入に伴う皮質活動が低下により,どの様に歩容が変化するのか?の2点について検討した.
四足歩行では,一次運動野から記録できる多くの神経細胞に歩行サイクルに対応したリズミカルな発射活動が誘発されたが,補足運動野の神経細胞の多くは持続的な活動を示した.サルが四足から二足歩行へと歩容を変化した場合,両領域の神経細胞活動は著名に増加した.一方,背側運動前野における神経細胞の多くは持続的でかつリズミカルな発射活動を示したが,一部の神経細胞は歩行開始に先行して一過性の強い発射活動を示した.一次運動野の下肢領域にムシモールを微量注入すると,反対側の下肢の運動不全麻痺が誘発された.しかし,ムシモールを対側の補足運動野・体幹/下肢領域に注入した場合,運動麻痺が顕著でないにも関らず,歩行運動時の姿勢維持は困難となった.一方,背側運動前野にムシモールを注入すると,外界の変化に対応して運動を開始することが困難になった.
これらの成績は,大脳皮質運動領域には,歩行行動に寄与する機能局在が存在することを示唆する.即ち,背側運動前野は歩行の開始,補足運動野は姿勢制御,そして,一次運動野は歩行時のリズミカルな運動に関与する可能性がある.各領域の神経細胞活動は,四足歩行よりも二足歩行で著名に増加したことから,(直立姿勢での)二足歩行は,より強い大脳皮質運動領域の活動を必要とすると考えられる.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] オレキシンによる筋緊張の調節2007

    • 著者名/発表者名
      小山 純正, 高草木 薫
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 220・9

      ページ: 5442-5448

  • [雑誌論文] 脚橋被蓋核-網様体脊髄路系と筋緊張の制御2007

    • 著者名/発表者名
      高草木 薫
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience 25・4

      ページ: 401-404

  • [雑誌論文] Encoding of movement dynamics by Purkinje cell simple spike activity during fast arm movements under resistive and assistive force fields.2007

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K, Kawato M, Kotosaka S, Kitazawa S
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology 97・2

      ページ: 1588-1599

  • [雑誌論文] Neurobiological basis of state-dependent control of motor behavior.2006

    • 著者名/発表者名
      Takakusaki K, et al.
    • 雑誌名

      Sleep and Biological Rhythms 4

      ページ: 87-104

  • [雑誌論文] 移動知 : 行動からの知能理解-構成論的観点と生物学的観点から-2006

    • 著者名/発表者名
      高草木 薫, 淺間 一
    • 雑誌名

      計測と制御 44

      ページ: 580-589

  • [雑誌論文] 音刺激による喉頭フィードバック機構2006

    • 著者名/発表者名
      野中 聡 他
    • 雑誌名

      日本気管食道学会会報 57・2

      ページ: 73-79

  • [雑誌論文] ヒトの脳と運動制御-脳の理解とリハビリテーションのために-2006

    • 著者名/発表者名
      高草木 薫
    • 雑誌名

      長崎理学療法雑誌 7

      ページ: 1-10

  • [雑誌論文] Obstacle clearance and prevention from falling in the bipedally walking Japanese monkey, Macaca fuscata.2006

    • 著者名/発表者名
      Mori F, Nakajima K, et al.
    • 雑誌名

      Age and Ageing 35 S2

      ページ: ii19-ii23

  • [雑誌論文] Delay period activity of monkey prefrontal neurons during duration-discrimination task.2006

    • 著者名/発表者名
      Oshio K, Chiba A, Inase M
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience 23・10

      ページ: 2779-2990

  • [雑誌論文] Effects of visual stimuli on temporal order judgments of unimanual finger stimuli2006

    • 著者名/発表者名
      Shibuya S, Takahashi T, Kitazawa S
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      ページ: DOI 10

  • [雑誌論文] Bayesian calibration of simultaneity in tactile temporal order judgment.2006

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki M, Yamamoto S, Uchida S, Kitazawa S
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience 9・7

      ページ: 875-877

  • [雑誌論文] Statistical parametric mapping of immunopositive cell density.2006

    • 著者名/発表者名
      Wada M, Yoshimi K, Higo N, Ren Y-R, Mochizuki H, Mizuno Y, et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research 28・11

      ページ: 96-102

  • [雑誌論文] Laryngeal muscle activity and airway reflexes during a carbachol-induced REM sleep in decerebrate cats.

    • 著者名/発表者名
      Adachi M, et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research (In press)

  • [雑誌論文] What are the Neurophysiologic Substrates of Normal and Abnormal Gait?

    • 著者名/発表者名
      Takakusaki K
    • 雑誌名

      Journal of Neurology (In press)

  • [雑誌論文] Intracisternal injection of orexin-A prevents ethanol-induced gastric mucosal damage in rats.

    • 著者名/発表者名
      Yamada H, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Gastroenterology (In press)

  • [雑誌論文] Forebrain control of locomotor behaviors.

    • 著者名/発表者名
      Takakusaki K, et al.
    • 雑誌名

      Brain Research Reviews (In press)

  • [雑誌論文] Influence of pH on voltammetric measurement of dopamine.

    • 著者名/発表者名
      Nakazato T, Kagohashi M, Yoshimi M
    • 雑誌名

      Biogenic Amines (In press)

  • [図書] The pedunculopontine nucleus and the basal ganglia in locomotion. In; Recent Breakthroughs in Basal Ganglia Research2006

    • 著者名/発表者名
      Takakusaki K, et al.
    • 総ページ数
      133-149
    • 出版者
      Nova Publishing Co. LTD (ed by E.Bezard).
  • [図書] "Control of bipedal walking in the Japanese monkey, M. fuscata, Reactive and anticipatory control mechanisms". Adaptive Motion of Animals and Machines ( In : Kimura, H., Tsuchiya, Ishiguro, A., and Witte, H. (Eds.))2006

    • 著者名/発表者名
      Mori F, Nakajima K, et al.
    • 総ページ数
      249-250
    • 出版者
      Springer
  • [図書] 睡眠時の筋緊張制御機構

    • 著者名/発表者名
      高草木 薫
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2012-10-02  

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