2002 Fiscal Year Annual Research Report

適応性運動学習と予測信号の形成における前頭眼野後部領域と補足眼野の役割 -滑動性眼球運動、輻輳運動と前庭入力の干渉系を用いた研究-

Research Project

Project/Area Number	14658266
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	福島菊郎北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70091486)
Keywords	前頭眼野 / 滑動性眼球運動 / 輻輳開散運動 / 視線運動 / 仮想空間 / 視覚情報 / サル / 前庭情報
Research Abstract	滑動性眼球運動は、ゆっくり動く視覚対象を網膜中心窩に保持しながら連続的に視覚情報を取り込む運動系であるが、視覚の反応時間が遅いために、適切に実行されるためには、この運動の反応時間の遅れを予測によって補正することが必要になる。今年度は、前頭眼野でこの補正が行われるかどうか、さらに予測が要求される適応学習に関わるかどうかをニホンサル2頭を用いて調べた。サルには、予め、追跡眼球運動課題を訓練した後、前頭眼野後部領域から、滑動性眼球運動ニューロンを記録し、最適応答方向を調べた。静止視標を最適方向に突然、正弦波状に動かし、それを追跡させると、最大視標速度からのニューロン応答のピークは最初のサイクルで130-250ms遅れたが、次のサイクルでその遅れはほぼ消失した。同様の補正は、サルに静止視標を固視させ、第2の視標を突然、正弦波状に1Hzで動かした場合の視覚応答でも認められた。第2視標を約半周期間(0.4s)消灯した場合でも多数のニューロンは、消灯しない場合と同様の最適方向を持つ応答を示した。応答の大きさは、平均で、消灯しない場合の72%を保持した。従って、これらニューロンは滑動性眼球運動の予測成分に応答し、視標の予測性視覚応答を担うと解釈される。次に、予測成分が適応応答に及ぼす影響を調べるため、前庭回転と視標刺激を直交軸で台形波状に同期させて与え、視標追跡を訓練すると、この干渉刺激により予測性の眼球運動が効果的に出現した。この予測性眼球運動に対応して前頭眼野ニューロンの応答の潜時も短縮した。以上の結果は、前頭眼野領域滑動性眼球運動ニューロンが視標の運動に対する予測応答を担い、眼球運動開始の時間遅れの補正に関与することを示唆する。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Fukushima K: "Predictive responses of peri-arcuate pursuit neurons to visual target motion"Exp Brain Research. 145. 104-120 (2002)
[Publications] Fukushima K: "Coding of smooth eye movements in three-dimensional space by frontal cortex"Nature. 419. 157-162 (2002)
[Publications] Shinmei Y: "Purkinje cells of the cerebellar dorsal vermis in the monkey : simple-spike activity during pursuit and passive whole body rotation"Journal of Neurophysiology. 87. 1836-1849 (2002)
[Publications] Chin S: "Ocular torsion produced by unilateral chemical ineactivation of the cerebellar flocculus in alert cats"Current Eye Research. 25. 133-138 (2002)
[Publications] Honke K: "Paranodal junction formation and spermatogenesis require sulfoglicolipids"Proc Natl Acad Sci USA. 99. 4227-4232 (2002)
[Publications] Takeichi N: "Directional asymmetry in smooth ocular tracking in the presence of visual background in young and adult primates"Exp Brain Research. (in press).
[Publications] 三島済一: "眼の事典"朝倉書店(in press).

2002 Fiscal Year Annual Research Report

適応性運動学習と予測信号の形成における前頭眼野後部領域と補足眼野の役割 -滑動性眼球運動、輻輳運動と前庭入力の干渉系を用いた研究-

Principal Investigator

福島 菊郎 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70091486)

Research Products

[Publications] Fukushima K: "Predictive responses of peri-arcuate pursuit neurons to visual target motion"Exp Brain Research. 145. 104-120 (2002)

[Publications] Fukushima K: "Coding of smooth eye movements in three-dimensional space by frontal cortex"Nature. 419. 157-162 (2002)

[Publications] Shinmei Y: "Purkinje cells of the cerebellar dorsal vermis in the monkey : simple-spike activity during pursuit and passive whole body rotation"Journal of Neurophysiology. 87. 1836-1849 (2002)

[Publications] Chin S: "Ocular torsion produced by unilateral chemical ineactivation of the cerebellar flocculus in alert cats"Current Eye Research. 25. 133-138 (2002)

[Publications] Honke K: "Paranodal junction formation and spermatogenesis require sulfoglicolipids"Proc Natl Acad Sci USA. 99. 4227-4232 (2002)

[Publications] Takeichi N: "Directional asymmetry in smooth ocular tracking in the presence of visual background in young and adult primates"Exp Brain Research. (in press).

[Publications] 三島済一: "眼の事典"朝倉書店(in press).

福島菊郎北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70091486)