視覚運動における模写動作に関わる神経基盤の検討

日心第70回大会（2006）
視覚運動における模写動作に関わる神経基盤の検討
○小川 健二・乾 敏郎
（科学技術振興事業団 ERATO 浅田プロジェクト，京都大学大学院情報学研究科）
Key words: 視覚運動，模写動作，functional MRI
目 的
神経心理学における症例研究から，図形描画におけるなぞ
り動作（トレース）と模写動作（コピー）との解離が示唆さ
れている．例えば両側頭頂葉萎縮の患者では，見本の図形の
模写ができず，代わりに図形の上をトレースしてしまう
“closing-in”現象が見られることが知られている[1]．また遺
伝子異常による発達性障害として知られる Williams 症候群の
患者では，図形のトレースは可能だが，模写や即時再生がで
きないことが知られている[2]．また Williams 症候群の患者は，
MRI 解剖画像解析から主に背側経路の障害が示唆されてい
る[3]．そこで本研究は，視覚運動における模写動作に関わる
神経基盤を核磁器共鳴画像法(functional MRI)で検討した．
方 法
【実験協力者】健常成人 12 名（男性 10 名，女性 2 名，平均年
齢 26.1 歳，右利き）が実験に参加した．うち 2 名(男女 1 名）
は撮像中の頭部の動きが大きかったため，
分析から除外した．
【課題】スクリーン上の固視点呈示(3000 ms)後に，見本の曲
線が呈示され(3000,4000, or 5000 ms で疑似ランダム)，その後
マウスカーソル（赤丸，視角約 0.4 deg）が呈示された(5000 ms)．
実験協力者は，①カーソルが見本の曲線上に呈示された際に
は，曲線のトレース，②カーソルが曲線の上下離れた位置に
呈示された際には，曲線の模写，③見本の曲線が消失した場
合には，曲線の即時再生を行った．また視覚コントロール条
件として，マウスカーソルが呈示されず，描画を行わない条
件を設けた（図 1）
．事象関連型デザインを用いて，この 5 条
件を 30 試行毎，計 150 試行を疑似ランダムに行った．見本の
曲線は，周波数，振幅，位相の異なる正弦波を疑似ランダム
に組み合わせたものを使用し，描画開始サイドは左右交互と
した．協力者は MRI 装置に横たわった状態で，右手でコンピ
ュータマウスを操作した．
【fMRI 撮像と解析】撮像には 1.5T MRI 装置（撮像パラメー
タ：TR/TE = 3000/49 ms，FA = 90 deg，FOV = 256 mm^2，matrix
= 64^2，30 axial slices，slice thickness = 5 mm，slice gap = 0mm），
分析には SPM2 を用いた．
図 1 課題の流れ
結 果
【行動データ】
即時再生条件では他の 2 条件より有意に短い描
画速度を示した(p<.01)．カーソル呈示から描画開始までの時
間，および描画時間については 3 条件間で有意差は見られな
かった．
【fMRI データ】模写条件においてトレース条件よりも有意に
高い活動が，両側頭頂間溝周辺の後部頭頂皮質(PPC)，右視覚
前野，右視床，左運動前野(PM)，および小脳で見られた．ま
た即時再生条件においてトレース条件よりも高い活動が，上
記の部位に加えて前帯状皮質/前補足運動野(ACC/pre-SMA)，
および右 PM で見られた．図 2 に模写と即時再生に共通して
トレース条件より高い活動が見られた部位を示す．また即時
再生条件において模写条件よりも有意に高い活動が，
ACC/pre-SMA および左尾状核で見られた．上記いずれの条件
においても，逆の比較では有意な活動は見られなかった．
考 察
トレース条件では，運動軌道は見本曲線として既に与えら
れているのに対し，模写および即時再生条件では見本曲線を
基に運動軌道を再構成する必要がある．模写，および即時再
生条件に共通して活動が見られた両側 PPC および左 PM を含
む頭頂-運動前野経路は，このような見本曲線の視覚情報を基
にした運動軌道の再構成に関連していると考えられる．PPC
の活動に関して，模写では見本曲線と運動軌跡とを比較する
ため眼球運動の影響も考えられるが，本実験では模写と即時
再生の両条件での活動の論理積(conjunction)を取ることでそ
の影響を排除した．また即時再生条件では，模写およびトレ
ース条件と比べ，対象曲線の視空間的ワーキングメモリに基
づいた運動生成が必要となる．即時再生条件で見られた
ACC/pre-SMA や尾状核は，このような視空間的ワーキングメ
モリに基づいた運動生成に関連するものと考えられる．
謝辞 著者 K.O.は日本学術振興会の支援を受けた．
引用文献
[1] Gainotti (1972), Neuropsychologia 10(4), 429-436.
[2] 永井ら(2001), 神経心理学 17, 36-44.
[3] Meyer-Linderberg (2004), Neuron 43, 623-631.
図 2 模写と即時再生条件に共通してトレース条件より高い
活動が見られた頭頂-運動前野領域
（OGAWA Kenji, INUI Toshio）