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2009 年度 実績報告書

脊髄反射回路は随意運動の制御にどのように関わるか

研究課題

研究課題/領域番号 20300140
研究機関独立行政法人国立精神・神経医療研究センター

研究代表者

関 和彦  独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所・モデル動物開発部, 部長 (00226630)

キーワード反射 / 脊髄 / 随意運動 / 霊長類 / 電機生理
研究概要

ますサルをシールドルーム内のモンキーチェアに座らせ、左腕はチェアー内に、右肘はタスク制御装置に取り付けられた肘固定台にそれぞれ固定する。その後、サルに前年度開発したマニピュランダムを操作できるよう訓練し、次に手首中に与えられる刺激に適応させる。その後、運動課題が十分に訓練された段階で1.頭部の動きを制限するための固定具、2.前腕筋群の活動を記録するための筋電図電極、3.末梢求心神経を刺激するためのカフ電極、および4.脊髄からニューロン活動を記録するためのチェインバー、をそれぞれ外科的手術によってそれぞれ装着した。筋電図は前腕部及び手部の12以上の筋に、またカフ電極は皮膚神経(橈骨神経浅枝(SR))、筋神経(橈骨神経深枝(DR))、及び混合神経(正中神経)にそれぞれ一つずつ装着した。サルが外科的手術から回復後、サルに後述する行動課題を繰り返し行わせ、その際の指先位置の変異量、発揮トルク、筋電図活動、および脊髄介在ニューロンの活動を同時に記録した。その際、前年度に開発した実験システムを用いて末梢感覚入力によるニューロンの同定を行った。具体的には、各試行においてサルが把握運動をおこなう直前の数秒間(安静相)に1.それぞれのカフ電極へ電気刺激を連続的に与え、2.個々のニューロンに反応が認められる場合はその閾値電流を記録、3.運動課題実行中の個々のニューロンの活動電位をトリガーにして全ての筋電図を加算(Spike-triggered averaging)することによってそのニューロンの投射先の筋の同定、の3点を行った。その結果これまで発見されてきた代表的な脊髄介在ニューロンが、覚醒サルにおいても同定することが可能になった。また、麻酔下動物ではほとんど報告されてこなかった新たな介在ニューロンテゴリーの存在を示唆する結果が得られた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Task-dependent modulation of primary afferent depolarization in cervical spinal cord of monkeys performing an instructed delay task2009

    • 著者名/発表者名
      Seki K, Perlmutter SI, Fetz EE
    • 雑誌名

      Journal of neurophysiology 102

      ページ: 85-99

    • 査読あり
  • [学会発表] Spinal control of voluntary movement2010

    • 著者名/発表者名
      関和彦
    • 学会等名
      Newcastle University, Motor control seminar
    • 発表場所
      Newcastle University, Newcastle, UK
    • 年月日
      2010-02-26
  • [学会発表] Spinomuscular coherence in monkey performing a precision grip task2009

    • 著者名/発表者名
      武井智彦, 関和彦
    • 学会等名
      The3rd International Symposium Mobiligence
    • 発表場所
      The Awaji Yumebutai Int.Conf.Center, Hyogo
    • 年月日
      2009-11-20
  • [学会発表] Spinal interneurons : A new role for controlling voluntary movements2009

    • 著者名/発表者名
      関和彦
    • 学会等名
      International Symposium, New Perspectives on Neural Mechanisms of Cognition and Action
    • 発表場所
      Tamagawa University, Machida
    • 年月日
      2009-11-13
  • [学会発表] Post-spike effects of spinal interneurons on hand muscles in monkeys performing a precision grip2009

    • 著者名/発表者名
      武井智彦, 関和彦
    • 学会等名
      The 39th annual meeting of the Society for the Neuroscience
    • 発表場所
      McCormick Place, Chicago, USA
    • 年月日
      2009-10-19
  • [学会発表] Function of spinal interneurons for controlling voluntary movements2009

    • 著者名/発表者名
      関和彦
    • 学会等名
      Queen's University, Centre for Neuroscience studies, 2009 seminar series
    • 発表場所
      Queen's University, Kingston, Canada
    • 年月日
      2009-10-14
  • [学会発表] 把握運動制御における脊髄介在ニューロンの役割2009

    • 著者名/発表者名
      武井智彦、関和彦
    • 学会等名
      第32回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] A new role of spinal interneuronal networks for controlling volitional movements2009

    • 著者名/発表者名
      関和彦
    • 学会等名
      The 19^<th> Society for the neural control of movement
    • 発表場所
      Waikoloa Beach Marriott Resort & Spa, Hawaii, USA
    • 年月日
      2009-05-01

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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