運動系

随意運動調節の神経基盤解明への取り組みとその工学的応用

簡単な運動課題の遂行にも複数の脳領野の連携した活動が必要である。すなわち時間的空間的広がりをもつ脳神経細胞集団の活動をいかに捉え、どこまで解析できるかが今後の高次脳機能研究展開の成否を左右する重要な鍵となっているといえるそこで我々は光学的計測と細胞外計測の２通りの手法を組み合わせて、随意運動調節の神経基盤解明に向けて精力的に研究を行っている。前者は膜電位感受性色素と呼ばれる膜電位変化に伴う光学的変化を起こす分子プローブを用いて神経活動を計測する手法である。この手法は神経細胞集団の活動を優れた時間的・空間的分解能で計測できるという利点を持つ。これを利用すれば、例えば図１のように動物が運動課題遂行中の神経活動動態を詳細に計測・解析することができる。一方、後者は個々の神経細胞に由来する電気現象を実時間で記録できる利点があり、領野特有の機能を調査するのに大変有用な手段である。我々が研究の中で 追求していることは、随意運動調節の神経基盤となる脳のアーキテクチャを解明することにある。この目的のために上記の手法だけでなく、課題遂行中の筋電計測・運動解析及び運動領野の組織解析も行っている。また同時に、生理学的手法により得られた結果を工学的に応用することを視野に入れて研究を進めている。大脳からの信号を直接取得・解析して、脳とコンピュータの間にリアルタイム広帯域通信路を実現するシステム、即ちブレインマシンインターフェースの実現は目下取り組んでいる課題の一つである。