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本研究課題では、行動制御系としてのアクセルとブレーキとしての機能を大脳基底核が担っているかを検証する目的で、眼球運動課題遂行中のサルからの神経活動記録を行う。眼球運動は、その神経機構が十分に研究されていること、また、空間的・時間的解像度の高い測定が可能であることから、行動制御の神経基盤を研究する上で優れた実験モデルとなりうる。眼球運動の記録は、従来用いられてきたアイコイルシステムではなく、赤外線カメラによる測定システムを導入した。実験セットアップが完了後、馴致し終えた覚醒ザルに、無菌下にて頭部固定装置の埋入手術を行った。外科手術から回復後、記憶誘導性眼球運動課題ならびに報酬量を変化させた眼球運動関連課題を訓練した。訓練完了後、課題遂行中の実験動物の視床下核から単一神経ユニット記録を行った。その結果、行動制御系におけるブレーキの機能を発現すると考えられてきた視床下核は、運動が亢進するような時に（たとえば眼球運動の反応時間が早い、あるいは眼球運動速度が速い場合に）その神経活動を増大させていることが明らかとなった。従来の概念からすると、ブレーキの機能と考えられていた視床下核の神経活動は、運動が抑制される時に（すなわち、眼球運動の反応時間が遅い、あるいは眼球運動速度が遅い場合に）活動を増大させると予測されるわけであるが、実験結果はその逆であった。他方、アクセルの機能と考えられる線条体の神経活動は、既存の概念通り、運動が亢進する時に増大していることが分かっている。これらの事象から総合的に考えると、大脳基底核の機能は、行動制御系においてアクセルとブレーキを共働させることで、安定した行動の発現を可能としているのではないかと考えられる。
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