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視覚空間と運動空間の座標系をシフトプリズムによりオフセットを変更したときや、それら座標系間の倍率(利得)を変更したとき、短時間にこれらの変化に適応できる能力をヒトやサルは有している。この脳内機構を調べるため、サルに以下の課題を訓練した。二次元運動計測システムでモニターした手先運動座標の倍率およびオフセットを変化させてディスプレイ上に表示することにより、視覚座標系と運動座標系を乖離させた。視覚座標上での到達目標と対応する運動とが同一の距離にあるときの関係を「1倍」と定義した。中心の保持ゾーンから到達目標点への直線的で、運動速度がベル型の最適化運動をすることが確認できた。その上で、視覚座標系と運動座標系の利得を1倍より大きく、あるいは小さく変更したとき、約10回の試行で運動と目標点との誤差が小さくなるとともに、運動の最大速度が一定レベルに収束するヒトと相同の適応を見せた。
この課題遂行中のサルから一次運動野および運動前野腹側部からニューロン活動記録を行うとともに皮質内微小刺激を行った。運動前野腹側部では(1)運動関連活動が利得によらず視覚空間座標上の到達目標の位置に依存したもの、(2)利得および運動方向に依存するものを同定した。このような活動が記録された領域を刺激したとき、その効果として到達運動開始時の方向や、一段目の運動の振幅(大きさ)に変化の生じる場合があることを確認した。これらの結果は、運動前野腹側部が空間視覚情報をテンプレートとして運動の方向や大きさ、すなわち利得の決定に関与することを示唆している。
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