1: 2015/05/03(日) 09:08:54.08 ID:???.net
身体の位置によって、脳からの運動指令が変換されるメカニズムが明らかに | サイエンス - 財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20150501/247650.html

画像
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015050115474470big.png
手の初期位置に応じて無意識下で行われる運動指令の変換のイメージを示す図。脳からの「カップをつかめ」という運動指令は脊髄の中で、手の初期位置に応じて異なって変換される。例えば、筋肉などの感覚受容器を介して「現在の姿勢は右手が膝の上に置かれた状態であり、カップは手の右にある」という位置情報が脊髄に伝えられると、運動指令は、「肘の伸筋を使え」と変換される。

その結果、肘の伸筋が収縮し、肘を伸ばしながら腕を外側に回すような運動が起こって、カップに到達する(赤線)。一方、「現在の姿勢は右手が椅子の背もたれに置かれた状態であり、カップは手の左にある」という場合は、「肘の屈筋を使え」という信号に変換される。その結果、肘の屈筋が収縮し、腕を内側に回すような運動が起こって、やはりカップに到達する(青線)。このような仕組みにより、生体は身体の初期位置に関わらず、目的とする運動をできる。(国立精神・神経医療研究センターなどの発表資料より)


 国立精神・神経医療研究センターの関和彦部長らは、霊長類における脊髄の神経細胞が脳からの運動指令を変換して、多くの手指の筋肉を制御しているメカニズムを明らかにした。

 同じ目的を持った運動でも、運動を始める前の身体の位置によって異なった筋肉が使われる。例えば物体をつかむ時、右手の初期位置が物体の左にある場合は手首や肘の伸筋、右にある場合は屈筋という正反対の機能を持つ筋肉が使われている。しかし、どこで、どのように、無意識下の運動指令が変換されているのかについては、分かっていなかった。

続きはソースで
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 なお、この内容は「The Journal of Neuroscience」に掲載された。論文タイトルは、「Modulation of spinal motor output by initial arm postures in anesthetized monkeys」(腕の初期位置は脊髄からの運動出力に影響を与える)。

引用元: 【神経科学】身体の位置によって、脳からの運動指令が変換されるメカニズムが明らかに

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2: 2015/05/03(日) 09:17:52.72 ID:wWju71mA.net
結論は神は偉大なり

4: 2015/05/03(日) 09:27:40.62 ID:roFatgHL.net
脊髄って賢いんだ

5: 2015/05/03(日) 09:27:59.56 ID:T5iNTPS4.net
>>1
ttp://www.zaikei.co.jp/files/general/2015050115474470big.png
この図は「例えば」手の初期位置を読み取ってそこから動かす、という意味なのは分かるけどさあ、

これって「腕を伸ばす」動作とされてるけど、肘角度そのものは殆ど変えない動作だよなあ
むしろ肩関節による腕の挙上+外捻動作って考えたいねw
実際に負荷を与えてみても伸筋は殆ど使わないね

とはいっても>>1記事の本質はその部分ではなく

>同じ目的を持った運動でも、運動を始める前の身体の位置によって異なった筋肉が使われる。
例えば物体をつかむ時、右手の初期位置が物体の左にある場合は手首や肘の伸筋、右にある場合は
屈筋という正反対の機能を持つ筋肉が使われている。しかし、どこで、どのように、
無意識下の運動指令が変換されているのかについては、分かっていなかった。

> 今回の研究では、最新の光学技術などを併用して、脊髄の深い部位にもアレイ電極を埋め込む方法を確立し、
麻酔したサルの脊髄に電気刺激を与えたときの手指の運動を調べた。
その結果、筋肉の電気反応が、手の初期位置により大きく変化することを発見した。

>さらに、麻酔したサルの脊髄と脳の信号を切断して同様の実験を行っても、この初期位置に依存した
筋の電気的反応の変化が起こる確率は変わらず、脊髄刺激による初期位置に依存した筋の
電気的反応の違いが、脳ではなく脊髄の中で作り出されていることが分かった。

というわけで、動かそうとする器官の初期位置読み取りを脳でなく脊髄で処理してると

こういうのって、ロボットの開発なんかにも役立つのかなあ

6: 2015/05/03(日) 09:50:50.79 ID:MQtswM4T.net
ロボットに応用されたら、より自然な動きが出来るようになるかもね
でもそのためには精巧な関節と脳を作らなければ

8: 2015/05/03(日) 10:01:18.42 ID:c35ezUPQ.net
突き詰めていくと最終的にはすべてがアナログになる気がする。

9: 2015/05/03(日) 10:33:19.95 ID:XBqfSrOt.net
究極まで突き詰めれば量子なんだからデジタルだがな

14: 2015/05/03(日) 10:57:48.08 ID:L96Hr+lM.net
>>9
いや、量子まで行き着くとアナログだろう
全ては確率的に決まる
デジタルのように1,0ではなくなる
電子雲のような「0.2345だけ存在する」のような状態になって行く

16: 2015/05/03(日) 11:23:39.01 ID:XBqfSrOt.net
>>14
確率によって整数値しか出てこないんだから
最終的な観測結果はデジタルだ
観測前の重ね合わせ状態や
確率的にはあり得たが結局観測されなかった状態
のことをいくら考えても意味がないわけでな

17: 2015/05/03(日) 11:26:57.34 ID:L96Hr+lM.net
>>16
>最終的な観測結果はデジタルだ
常に観測し続けなくなるよね?
それ自体、矛盾していることに気づかない?
例えば電子なら波動関数で状態が表されることになる
量子サイズになると、電子もデジタル的には存在し得なくなる

例えば、0.065秒後にある領域に電子がいくつ存在するかを正確に予測できない
するとデジタルを前提にした論理回路は実現不可能になる
設計というのは、「こう動くべき」ということを前提にしているわけだから
ちなみにその前提を「仕様」とよんでいる

23: 2015/05/03(日) 12:08:26.71 ID:XBqfSrOt.net
>>17
例えばスピントロニクスをアナログと取るかデジタルと取るか
それは結局のところ
過程に注目するか結果に注目するかの違いでしかないんではないかな
どこまで行っても平行線の議論だよ
まあそれはわかってて食いついてあげたんだけどね

11: 2015/05/03(日) 10:38:54.38 ID:Jk+G8xZw.net
脳自身の持つ位置情報を元に脳が指令してるんじゃないのか?

12: 2015/05/03(日) 10:56:20.17 ID:L96Hr+lM.net
脳と脊髄の分業、連携が凄いね
コンピュータが簡単に勝てないのが分かる

19: 2015/05/03(日) 11:44:20.48 ID:EGYyK+qh.net
脊髄の中にも第二の脳があるってことだよな、これ

39: 2015/05/03(日) 21:12:26.56 ID:II03REte.net
>>19
脊髄の膨れた末端が脳だろ

41: 2015/05/04(月) 08:43:08.89 ID:c18Nj3ih.net
>>19
ある程度の神経細胞の集合部を脳と規定すると、脊髄はもちろん心臓にも脳があるといえる。

43: 2015/05/04(月) 14:17:15.54 ID:dIlW5c99.net
>>41
それって、現在の状態によって運動指令を変換したりするの?
コンピューターで言うところの記憶と演算ぐらいはしてくれないと脳とは言い難いと思うが

20: 2015/05/03(日) 11:49:38.37 ID:roFatgHL.net
まぁ人間が理解できないなら設計のしようなどない
生物の設計原理を解明とか言う奴がいるが
とてもじゃないが妄想で論文書いて給料もらえて教授にもなれて羨ましいと思う

21: 2015/05/03(日) 11:53:03.21 ID:roFatgHL.net
量子の世界はアナログでもデジタルでもないと思うよ
第3の相みたいなものだろう
生物は量子の原理で生きてるわけじゃない
そりゃエネルギーは電子伝達系が必須でその挙動に量子は不可欠だけどさ

22: 2015/05/03(日) 11:56:30.12 ID:Z8Da8Nfi.net
脊髄反射で書き込みました

24: 2015/05/03(日) 12:54:36.73 ID:w+lQ9Dnl.net
BIOSみたいなもの?

25: 2015/05/03(日) 13:00:52.24 ID:ydaudJNb.net
脊髄って脳が下に伸びてるだけでしょ

28: 2015/05/03(日) 14:08:34.18 ID:44oYddX4.net
この成果は武器製造に反映されます

29: 2015/05/03(日) 14:16:48.02 ID:G5pBkNnA.net
OS(脳)とドライバー(脊髄)の関係でしょ?

30: 2015/05/03(日) 14:35:14.02 ID:Qg2Q2nmM.net
>>29
後天的で書き換え可能ということだろ
脊髄もすげえと考えるか、大脳も意外と大したことはやっていない可能性があると考えるか

32: 2015/05/03(日) 15:41:48.47 ID:Md4CsXaW.net
サルの脊髄と脳の信号を切断して
脊髄はどうやって初期位置を把握するんだ?

34: 2015/05/03(日) 17:03:46.23 ID:3MztXvHO.net
これ間違えてると思う
リニアなものじゃなくパラレルだよ

40: 2015/05/03(日) 21:15:54.87 ID:0hJyq2DC.net
まあ脊索動物っつーくらいだからな
しかしそんな起源を論じたところであまり意味があるもんでもない
全身の神経ネットワークがすべて脳の一部とも言えるだろ

15: 2015/05/03(日) 10:59:44.87 ID:UZBozVUV.net
生命ってすげぇな