Responses of monkey prefrontal neurons during a visual tracking task reinforced by substantia innominata self-stimulation

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(1)Title. Author(s). Citation. Issue Date. URL. Responses of monkey prefrontal neurons during a visual tracking task reinforced by substantia innominata selfstimulation( Abstract_要旨 ) Funahashi, Shintaro. 京都大学. 1982-03-23. https://doi.org/10.14989/doctor.r4648. Right. Type. Textversion. Thesis or Dissertation. author. Kyoto University.

(2) 氏. 名. 船 ふな. 橋 はL. 新 太 郎 し ん犬 こ ろう. 学 位 の 種 類. 理. 学. 博. 学 位 記 番 号. 論 理. 学位授与の 日付. 昭 和 57 年 3 月 23 日. 学位授与の要件. 学 位 規 則 第 5条 第 2項 該 当. 学 位 論文題 目. Re s pons e sofmonke ypr e f r ont a lne ur onsdur i ngav is ual t r ac ki ng t as kr e i nf or c e d bys ubs t ant i ai nnomi nat as e l f s t i mul at i on. 士. 博 第 780 号. ( 無名質 自己刺激 により強化 された視覚性追跡課恵遂行 中の サル前頭前野ニ ュ-ロンの応答) ( 主. 論 文 調査 委員. 査). 教 授 久保 田 競. 論. 文. 内. 教 授 室伏靖 子. 容. の. 要. 教 授 大 島. 清. 旨. 本論文 は,サルの前頭前野 に関与す る行動 の発現 における脳 内自己刺激有効部位 ( 無名質)の役割 を明 らかにす る目的で行 った。 このため, 2頭 のサルに無名質の刺激 を報酬 として,視覚性追跡課題を行 わせ, この遂行 に伴 って活動変化 を示す前頭前野ニ ューロン活動の性質 とそれ に対す る無名質 の単刺激 ( 0・ 2m s ,. 1 0V) の効果 を調べた。サルは,手首の屈 敵. 伸展 により,決 め られたスター ト位 置か ら GO シ グ ナ ル. の提示 と同時 に示 され る目標位 置まで- ン ドルを動かす ことにより報酬を受 ける。 ,報酬出現 に約 4 0 0m s先行 して活動増加 を示す もの(♂ 運動実行時 に活動増加 を示す もの ( タイプ 1) イプ 2),GO シ グ ナ ルの提示直後活動増加 を始 め,報酬出現 まで持続的 に発火 の続 くもの ( タイプ 3), 運動時 に活動の抑制 され るもの ( タイプ 4)に分類 した0-万,無名質の単刺激 に対 して は前頭前野ニ ュ ーロンは,順行性応答及 び逆行性応答 が見 られた。 これ らの応答 は四つのタイプのいずれ にも見出された。 タイプ 1で は逆行性応答,順行性応答 を示すニューロンがほぼ同程度見 られたのに対 し, タイプ 2で は応 ず るニ ューロンの大部分 ( 1 5 / 1 8 )が逆行性応答 を示 し, 逆 に, タイプ 3で は応ず るニ ューロンの大部分. ( 5 / 6) が順行性応答を示 した。 また, 運動発現 に重要な役割を果たす運動野のニ ューロンは無名質の単 刺激 によって は全 く賦活 されなか った。 以上の結果 により,大脳皮質前頭前野 と無 名質 は相互の線維連絡 ( 求心性線維 と遠心性線維) を もち, タイプ 1ニ ューロンに見 られ る無名質か らの求心性,遠心性入力及 びタイプ 3ニ ューロンの無名質か らの 求心性入力 により,前頭前野ニ ューロンが賦活 され ること, また, タイプ 2の ような前頭前野よ りの遠心 性 出力 により, 無名質が賦活 され ることが考 え られ る。 視覚性追跡運動を遂行す るのに無名質一前頭前野 でつ くられ る神経回路が働 いて いることが示唆 され る。. -2 8 0-.

(3) 論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨. 0 年間解析 が行 われ, これ ら二つの間 の相関関係 前頭前野のニ ューロン活動 と行動発現 について は過去1 についてかな りデータが蓄積 されて きた。行 われ るべ き運動の方向を指示す るニ ューロン活動,運動や行 動が行われ る以前 に,予期的 に賦活 され るニ ューロン活動,報酬 を期待 して賦活 され るニ ューロン活動な どが記載 されている。一方,脳 内刺激 を報酬 と して行動を させ ると,動物 がその行動 をさかん に くり返す ようにな り,運動や行動を促進 させ ることが知 られ,脳 内の刺激効果がどのような脳 内メカニズ ムでお こ るのか,従来,刺激場所や薬物効果 などは知 られているが,ニ ューロンレベルでの解析 はなか った. この ような現状 にあ って, 申請者 は,サルが, まず脳 内自己刺激で強化 され る課題遂行 中に前頭前野の ニ ュー ロン活動 を解析 し,そのニ ュ-ロン活動 に対す る脳 内自己刺激場所の電気刺激の効果を しらべた。 この試みは,前頭前野の もつ機能的役割を知 る新 しい側面,すなわ ち,間接的 に行動 を促進 した り抑圧 し りす る動機づけの側面か らみ ることにな り,大変 よい着想 といえ る。脳 内自己刺激場所 と して無名質 をえ らんだ ことは,前頭前野を中心 とす る解剖学的な点 か らすれば,妥当な場所であ る。 サルが行 った課題 は,・ 前頭前野起源の行動 として は遂行 がやや難 しい ものであ るが,副論文で とりあげ た問題 をさらに発展 させ るのに好都合 な ものであ る。すなわ ち,サルが手 でハ ン ドルを,光刺激 をみなが ら操作す るのである。 行動発現 に醜与す るニ ューロン活動 に対 して無名質の刺激で効果をみ とめたが, それには 2種類区別で きて,刺激応答 の時間か ら考えて,直接前頭前野か ら無名質への遠心性神経線維が刺激 され る場合 と無名 質か ら前頭前野- シナプスを介 して伝 わ る経路が刺激 され る場合 とがあ った。 この ことは,前頭前野か ら 無名質へ遠心性 の線維連絡があ るとい う解剖学のデータを裏付 け るものであ る。行動発現の前 に運動方向 に非特異的 に賦活 され るニ ューロン ( タイプ 1, 3) で は,両方の種類 の反応 が差 がな くみ られたが,報 酬 出現の前 に働 くニ ューロン ( タイプ 2) に対 して は遠心性 の反応の方が多 くみ られた。 この ことは,無 名質 が運動の発現の ときに前頭前野 と求心性神経の回路 をつ くって働 いてい ることを示 している。 また,. 切であ ることも示 された。 申請論文の内容 は,前頭前野の行動発現 メカニズ ムの研究 を,動機づけ因子 と関連 させた ことで責献 し いる。rニ ューロンのサ ンプル数 も結論 を引 き出すの に妥当な ものであ る。 参考論文 は, レベルの高 い内容 の もので随意運動の発現 に関 しての前頭前野ニ ューロンが運動方向 に特 異的 に働 くことについての詳細な研究で, 申請者 が豊富な知識 と秀 れた研究 を もって いることを示す もの であ る。 よって,本論文 は理学博士の学位論文 として価値があ るもの と認 め る。. -2 8 1-.

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