神経科学：大脳基底核での運動速度の相反的かつ両方向的な制御

目標指向行動では、結果を改善するために、適切な行為を選択できることと、それに必要な運動（例えば音声の高低や腕を伸ばす速さ）を調節することの両者が重要である。大脳基底核は、行動の創出に必要な複数の回路（新皮質や視床など）を報酬信号によって統合し、有効で合目的的な行為を強化する重要な連結部位である。基底核の主要な入力構造の1つである背側線条には、直接路と間接路という2つの相反的な経路があり、前者は良好な結果を惹起する行為を選び、後者は良好な結果を惹起しない行為を抑えると考えられている。線条での行為の選択には、報酬によって調節される活動依存的可塑性だけで十分であると考えられている。基底核の機能を攪乱すると運動に重大な変化が起こるが、活動依存的可塑性のみで、速度など、運動の運動学的性質の学習による調節が可能になるかどうかは分かっていない。今回我々は、運動中のマウスに閉ループの細胞タイプ特異的な刺激を与える方法によって、直接路または間接路どちらか一方の活動だけで、行為の選択や動機付けに影響を与えることなく、運動速度を特異的かつ持続的に増減させられることを示す。このような行動の変化は、試行の繰り返しにより蓄積する学習の一形式で、刺激を止めた後も維持され、ドーパミンアンタゴニストの投与で阻害された。これらの結果から、直接路と間接路が、運動速度をそれぞれ両方向に調節できることが明らかになり、基底核による随意運動の制御に、これまで知られていなかった特異性と柔軟性があることが分かった。

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