眼球サッケード運動制御と注意に関わる神経回路機能の多次元的理解

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18200027
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 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: 金田 勝幸 生理学研究所, 発達生理学研究系, 助教 (30421366)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 上丘 / サッケード / スライス / フィールド電位 / ホールセル記録 / 局所回路

研究概要

衝動性眼球運動(サッケード)は、我々が視野内の視覚対象に視線を注視させるために行う素早い眼球運動のことである。サッケードの生成には中脳の上丘が脳幹レベルの中枢として重要な役割を果たす。上丘からの出力は主にサッケードのべクトルを符号し、その信号は脳幹網様体にある神経回路を経て速度信号に変換されて運動ニューロンを活性化する。一方で、前頭眼野や頭頂連合野などの大脳皮質領域は上丘の活動を状況依存的に制御している。本研究課題では、マウスの上丘の脳スライス標本を用いて上丘の局所神経回路での情報処理の原理を明らかにすることを目的とし、浅層と中間層の間の相互作用、両層の中での水平性結合の機能および黒質網様部から中間層へのGABA作動性入力および脚橋被蓋核から中間層へのコリン作動性入力の作用を明らかにした。

研究成果

• [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 (in press)
  • 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] Introduction (2008)
  • 著者名/発表者名: Isa T, Schwartz AB
  • 雑誌名: Current Opinion in Neurobiology
  • 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: 10517-10530
  • 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] Skilled digit movements in feline and primate - descending control and motor recovery after spinal cord injuries. (2007)
  • 著者名/発表者名: Pettersson L.-G.., Alstermark, B., Blagovechtchenski, E., Isa, T., Sasaski, S
  • 雑誌名: Acta Physiol. Scand. 189 ページ: 141-154
  • 査読あり
• [雑誌論文] The C3-C4 propriospinal system in the cat and monkey ; a spinal premotoneuronal centre for voluntary motor control. (2007)
  • 著者名/発表者名: Alstermark, B. Isa, T., Pettersson, L-G., Sasaki, S
  • 雑誌名: Acta.Physiol. Scand. 189 ページ: 123-140
  • 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] Differentially expressed genes among motor and prefrontal areas of macaque neocortex. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato A, Nishimura Y, Oishi T, Higo N, Murata Y, Onoe H, Saito K, Tsuboi F, Takahashi M, Isa T, Kojima T
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 362 ページ: 665-669
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of parieto-frontal stream during reaching and grasping studied by positron emission tomography in monkeys. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Onoe T, Morichika Y, Tsukada H, Isa T
  • 雑誌名: Neuroscience Research 59 ページ: 243-250
• [雑誌論文] Quantitative analysis of saccade-like rapid eye movements in C57BL/6 mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakatani T, Isa T
  • 雑誌名: Neuroscience Research 58 ページ: 324-331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hall WC , 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
  • 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] Electrophysiological abnormalities precede apparent histological demyelination in the central nervous system of mice overexpressing proteolipid protein. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Ikenaka K, Isa T
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 84 ページ: 1206-1216
  • 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
• [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・脊髄損傷後の機能回復過程の可視化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第3回分子イメージング研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 放射線医学総合研究所
  • 年月日: 2009-01-22
• [学会発表] 脊髄損傷後の機能回復戦略 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 神経科学セミナー
  • 発表場所: 東京都神経科学総合研究所
  • 年月日: 2008-10-07
• [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] 損傷脳の生存戦略 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第16回「脳の世紀」シンポジウム
  • 発表場所: 有楽町朝日ホール
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 損傷脳の生存戦略 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 国立精神・神経センター神経研究所 研究所セミナー
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] 損傷から立ち直るための脳の仕組み (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 第5回自然科学研究機構シンポジウム
  • 発表場所: 国際フォーラム
  • 年月日: 2008-03-20
• [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] 脳の損傷から立ち直るために (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: CREST第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 虎ノ門パストラル
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] Saliency-based of spontaneous saccades in monkeys with unilateral lesion of primary visual cortex. (2007)
  • 著者名/発表者名: Laurent Itti, Masatoshi Yoshida, David Berg, Takuro Ikeda, Rikako Kato, Kana Tkaura, Tadashi Isa
  • 学会等名: 第37回 Annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] 黒質網様部から上丘中間層GABA作動性ニューロンへの抑制性入力 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊佐かおる、金田勝幸、柳川右千夫、小幡邦彦、伊佐正
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] 一次視覚野除去後の損傷視野内における視覚運動変換過程への上丘の寄与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高浦加奈、吉田正俊、伊佐正
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Neural correlate of residual vision in monkey with blindsight. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi 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] 一次視覚野損傷後の視覚運動変換機構-盲視モデルとしての考察- (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊佐正
  • 学会等名: 玉川大学脳科学研究所設立記念シンポジウム
  • 発表場所: 玉川学園チャペル
  • 年月日: 2007-05-19
• [学会発表] Role of striatal visual pathway in Inhibition of Return (2007)
  • 著者名/発表者名: Takuro Ikeda, 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] 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] Investigation of spontaneous saccades based on the saliency model in monkeys with unilateral lesion of primary visual cortex. (2007)
  • 著者名/発表者名: Laurent Itti, Masatoshi Yoshida, David Berg, Takuro Ikeda, Rikako Kato, Kana Tkaura, 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
• [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] Group report : Microcircuits in the motor system. "Microcircuits. The interface between neurons and global brain function." (eds. S. Grillner & A.M. Graybiel), pp77-104 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kiehn, O., Buschges, A., Duch, C., Grillner, S., Isa, T., Lansner, A., Pfluger, H.-J., Richter, D.W., Sillar, K.T., smith, J.C., Sparks, D.L.
  • 出版者: The MIT Press
• [図書] Background paper for 93rd Dahlem Workshop on Microcircuits; The interface between Neurons and Global Brain Function, pp1-34 (2006)
  • 著者名/発表者名: Isa T & Sparks D
  • 出版者: Microcircuit of the Superior Colliculus : A Neuronal Machine that Determines Timing and Endpoint of Saccadic Eye Movements