随意運動の計画準備における脊髄介在ニューロンの役割

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14017098
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 関 和彦 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (00226630)
• Keywords: 神経科学 / 生物物理 / 生理学 / 動物 / 脳神経

Research Abstract

従来、運動の計画・準備はもっぱら高次中枢で行い、脊髄は単なる受動的な経路と考えられてきた。しかし最近、脊髄が随意運動の制御に際し、より独立した機能を持っていることを示唆する報告が見受けられる。そこで本研究では随意運動の準備・計画における脊髄介在ニューロンの役割を明らかにする事を本研究の目的とした。そのため、遅延時間(Instructed Delay period)の伴った手首屈曲伸展運動をニホンサルに訓練し、運動前野、補足運動野、及び脊髄からニューロン活動を記録し、1)遅延時間において脊髄介在ニューロンに運動前野、補足運動野と相似した活動が認められるか、2)相似した活動が認められる脊髄介在ニューロンには運動前野、補足運動野からの投射があるか、について電気生理学的に検討した。これまでに、手首屈曲伸展制御装置の設計・製作が終了し、同機器を用いたサル(ニホンサル)の行動訓練が進んでいる。既に遅延課題の訓練は終了し、2-3秒の遅延時間を持つ課題が高い成功率で遂行されるようになった。脊髄ニューロン活動の記録については、必要な大型機器の調達は完了し、現在、記録用チェインバーや電極マニピュレータを脊髄記録用に改良する作業が進んでいる。運動前野、補足運動野からのニューロン記録についての準備はほぼ完了し、上記行動訓練が終了次第、外科的手術によってチャンバーを装着しニューロン記録を始める予定である。

Research Products

• [Publications] Fetz, E.E, Perlmutter, S.I, Prut, Y., Seki, K., Votaw, S: "Role of primate spinal neuron in execusion of voluntary hand movement"Brain Research Reviews. 40. 53-65 (2002)
• [Publications] Fetz, E.E, Perlmutter, S.I, Prut, Y., Seki, K.: "Functional properties of primate spinal interneurons during voluntary hand movement"Advances in experimental medicine and biology. 508. 265-272 (2002)