オペラントによる神経および筋肉活動の特定のパターンの条件付け

科学分野:

• 神経科学は神経科学である.
• モーター・コントロール・コントロール
• 霊長類の神経生理学

背景:

• 運動皮質の神経活動と特定の筋肉の活性化との関係を理解することは,運動制御機構の解読に不可欠です.
• 以前の研究では,前頭皮質の細胞と腕の筋肉の間の相関が示唆されているが,これらの関係のダイナミックな性質はさらなる調査を必要としている.

研究 の 目的:

• 単一の運動皮質細胞活動と,覚醒状態で行動するサルにおける特定の対側腕筋の活性化との関係を調査する.
• これらの観察された相関が固定されているか,またはオペラントコンディショニング,特に細胞活動と筋肉抑制を強化することによって変更できるかどうかを判断する.

主な方法:

• 運動皮質細胞からの単一ユニット活動,四つの対側腕筋からの電気ミオグラフィ (EMG) 活動,そして目覚めているサルにおける肘関節の位置を記録した.
• 特殊な運動活動パターンを強化するために,アクティブ・パッシブな肘の動き,孤立した対比筋収縮など,オペラント・コンディショニング・テクニックを採用した.
• 様々な行動条件下でテストされた細胞の反応は,同時に筋肉活動の抑制を伴い,または伴わずに皮質細胞活動の強化を含みます.

主要な成果:

• プレセントラル皮質の細胞活動と,異なる行動課題における特定の腕の筋肉との間に一貫した相関が観察されました.
• これらの相関は柔軟性を示し,オペラントコンディショニングによって解離され,特に,筋肉の活動を抑制しながら皮質細胞の活動を強化することによって解離することができる.
• この研究では,モーター皮質の細胞と筋肉の関係が静的ではなく,ターゲットを絞った行動強化によって変更できることを示しました.

結論:

• 運動皮質細胞の活動は,特定の筋肉の収縮と動的に関連しています.
• オペラント・コンディショニングは,運動皮質細胞と筋肉活動との関係を変化させ,神経の可塑性を示唆する.
• これらの発見は,運動制御と学習の基礎となる適応メカニズムについての洞察を提供します.