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(In Japanese)脳を知る 運動指令構築の脳内メカニズム

Research report code R990004312
Posted date Feb 6, 2001
  • (In Japanese)河野 憲二
  • (In Japanese)経済産業省 産業技術総合研究所(旧電子技術総合研究所)
Research organization
  • (In Japanese)経済産業省 産業技術総合研究所(旧電子技術総合研究所)
Report name (In Japanese)脳を知る 運動指令構築の脳内メカニズム
Technology summary (In Japanese)動物の滑らかで素早い運動が如何にして実現されているかを解明すべく、眼球運動系と上肢の到達運動を対象に、電気生理学的実験と脳活動の光計測と、機能的MRIと計算論に基づく解析、を組合せて研究を進めている。広い視野を覆う視覚刺激をサルの眼前で一方向に動かすと、眼は視覚刺激の動く方向に動く。この眼球運動は大脳皮質(MST野)-橋-小脳の神経経路により起こるが、本研究では前記各部位が夫々で行う各情報処理を数理科学的に解明すべく、これら各部位における神経細胞の活動(計測値)を基に、入力は視覚刺激、出力としては生理実験で得られたようなニューロンの発火パターンと眼球運動が再現可能なシミュレーション系を確立した。上肢運動の方では、到達運動を訓練したサルを用いて、運動のパラメータと小脳半球のプルキンエ細胞の活動間の関係を調べた。その結果、複雑スパイクが、運動開始時には行く先、終了直後には相対的誤差、に関する情報を表現していることを解明した。
Research field
  • Brain and nervous system models
  • Visual sense models
  • Visual sense
  • Animal physiology in general
  • Research methods in zoology
  • Research methods in biological sciences in general
Published papers related (In Japanese)(1)Y. Inoue, A. Takemura, K. Kawano, T. Kitama, and F.A. Miles. Dependence of short-latency ocular following and associated activity in the medial superior temporal area (MST) on ocular vergence, Exp. Brain Res., 121, 135-144, (1998)
(2)Y. Inoue, A. Takemura, K. Suehiro, T. Kodaka, K. Kawano: Short-latency vergence eye movements elicited by looming step in monkeys. Neurosci. Res., 32, 185-188, (1998)
(3)Y. Kobayashi, K. Kawano, A. Takemura, Y. Inoue, T. Kitama, H. Gomi, M. Kawato: Temporal Firing Patterns of Purkinje Cells in the Cerevellar Ventral Paraflocculus During Ocular Following Responses in Monkeys II: Complex Spikes. J. Neurophysiol., 80, 832-848, (1998)
(4)K. Kansaku, S. Kitazawa, K. Kawano: Sequential hemodynamic activation of motor areas and the draining veins during finger movements revealed by cross-correlation between signals from fMRI Neuroreport, 9, 1969-1974, (1998)
(5)K. Miura, T. Nagano, K. Kawano: Self-organizing model for the detection of really moving objects. ICONIP' 98 Proceedings, 1, 413-416, (1998)
(6)K. Kansaku, S. Kitazawa, T. Takahashi, Y. Sugase, M. Inase, T. Iijima, A. Yamaura, K. Kawano: Estimation of Cerebral Circulation Time using fMRI. Neuroscience Research, 22, S371, (1998).
(7)K. Kansaku, S. Kitazawa, A. Yamaura, K. Kawano: Sequentialhemodynamic activation in the brain during finger movements: resusts from two methods applied to fMRI signals. Soc. Neurosci. Abstr., 24, 407, (1998).
(8)T. Takahashi, R. Xiao, M. Inase, T. Tsukiura, K. Kansaku, K. Kawano, T. Iijima: An fMRI study of the dorsolateral prefrontal cortex activation during non-spatial verbal working memory tasks. Neuroscience Research, 22, S266, (1998)
(9)H. Gomi, M. Shidara, A. Takemura, Y. Inoue, K. Kawano, M. Kawato: Temporal firing patterns of purkinje cells in the cerebellar ventral paraflocculus during ocular following responses in monkeys I. simple spikes. J. Neurophysiology, 80, 818-831, (1998)
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Understanding the Brain
Information research report
  • (In Japanese)河野 憲二. 脳を知る 運動指令構築の脳内メカニズム. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.633 - 635.