前 刺激と視覚刺激の頭頂連合野における感覚統合
髙
橋
克
昌
は じ め に 平衡感覚は視覚と前 感覚, 体性感覚とが絶妙に関 わって大脳皮質で形成される. 視覚や体性感覚の中枢の 局在はよく知られているが, 前 感覚の中枢は不明であ る. しかし頭頂連合野, 特に運動視覚の中枢 (MST 野と 呼ばれる領域) に前 感覚の入力があると推測されてい る. MST における視覚と運動感覚の関わりについて,サ ルのニューロン記録によって解析した. 方 法 実験用サルを, コンピュータ制御で 3次元を自由に動 く台に固定し, 眼前のプロジェクターを介して視覚刺激 を投影した (図 1).前 刺激と視覚刺激は連動し,例えば 前進する前 刺激に対応するのは, 後ろ向きに景色が動 くオプティックフロー視覚刺激 (注釈参照)である.サル は実際に自 が動く条件 (前 刺激) と眼前の映像が動 く条件 (視覚刺激)とをランダムに経験する.直線運動と 回転運動の 2種類の刺激を与えた. 刺激中の MST 野に おける単一ニューロンの発火を記録し, 実世界で知覚す る感覚と比較した. 結 果 ・ 察 視覚中枢である MST が前 刺激にも反応した. 回転 運動では 89％, 直線運動でも 54％もの割合のニューロ ンが統計学的有意差をもって前 刺激に反応した. 当然 ながら視覚の中枢なので, 視覚刺激にはほぼ 100％反応 した (図 2).興味深いことに,各ニューロンによって好き な方向があり, 例えばあるニューロンは前 刺激では前 進の時に反応するが, 視覚刺激では後退の時に反応する (図 3左). これは実世界と一致する. 何故なら, 我々が前 に歩くとき, 景色は後ろに流れるからである. しかし, 体 が前進で景色も前進の時に反応する, すなわち実世界と 不一致なニューロンもみられ, 特に回転運動では 95％の ニューロンが不一致だった (図 3右). これは, 眼球運動 を え合わせると納得できる. 体が左回転の時は眼球は 右へ動き, 眼球が右へ動くときは景色は左に流れる. 回 転運動に関しては, 強く眼球運動が惹起されるため, 直 線運動とは振る舞いが異なると予想された. 注釈：例えば, 映画スターウオーズのオープニングで星が流 れる様子.没入すると,景色が動いているのみで自 は 動いていないのに, あたかも自 が動いているかのよ うな錯覚に陥る. 参 文 献1. Takahashi K, Gu Y, May PJ, Newlands SD, DeAngelis GC, Angelaki DE : Multimodal coding of three-dimensional rotation and translation in area mstd : Com-parison of visual and vestibular selectivity. J Neurosci 2007; 27: 9742-9756.
2 Chen A, Gu Y, Takahashi K, Angelaki DE, Deangelis GC : Clustering of self-motion selectivity and visual response properties in macaque area mstd. Journal of neurophysiology 2008; 100: 2669-2683. 115 Kitakanto Med J 2009；59：115∼116 １ 群馬県前橋市昭和町3-39-22 群馬大学医学部附属病院耳鼻咽喉科 平成20年12月４日 受付 論文別刷請求先 〒371-8511 群馬県前橋市昭和町3-39-22 群馬大学医学部附属病院耳鼻咽喉科 髙橋克昌
前 刺激と視覚刺激の頭頂連合野における感覚統合 図１ 上：サルはコンピュータ制御で動く台に乗り, 眼前の スクリーンに投影される映像を見る. 下：前 刺激と視覚刺激の関係 (左右回転の例) 図２ 特定の方向のみに反応した MST ニューロンの割合 前 刺激 視覚刺激 回転運動 89％ (127/143 cells) 99％ (127/128 cells) 直線運動 54％ (183/340 cells) 97％ (307/318 cells) 図３ MST ニューロンのふるまいと実世界の関係 116
