人間の水平および垂直輻輳のための大規模な皮質小脳計算：論文紹介
清澤のコメント：九州大学の脳生理学教授を長年務めた飛松教授らが、人間の水平および垂直輻輳のための眼球運動機構を調べて発表しました。サイエンティフィックレポート誌への報告です。刺激に大視野ステレオグラムを提示しながら、健康な被験者からの時間分解能が比較的高い全頭脳磁図（MEG）応答を記録し、眼の動きは眼電図（EOG）で調べています。脳の反応は脳磁図を用いています。詳細について、私が十分に理解したとは言い難いのですが、レポートを採録しておきます。この結果は眼球運動の輻輳と開散の中枢などの議論にも関連しそうです。
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人間の水平および垂直輻輳のための大規模な皮質小脳計算：論文紹介
Large-scale cortico-cerebellar computations for horizontal and vertical vergence in humans
- Hiroyuki Mitsudo, Naruhito Hironaga, Katsuya Ogata & Shozo Tobimatsu
Scientific Reports 12、： 11672（2022）公開：2022年7月8日
概要
水平および垂直の輻輳眼球運動は、両眼の協調において中心的な役割を果たします。神経生理学的研究は、動物と人間の皮質と皮質下の領域が水平方向の輻輳に関与していることを示唆しています。ただし、垂直輻輳の根底にある神経メカニズムが水平輻輳のそれと重複する程度についてはほとんど知られていません。
この研究では、水平および垂直輻輳の神経計算を調査するために、29人の健康な成人の大視野ステレオグラムを提示しながら、眼電図（EOG）と全頭脳磁図（MEG）を同時に記録しました。ステレオグラムは、水平方向と垂直方向の両眼視差を操作することによって輻輳応答を生成するように設計されました。モデルベースのアプローチを使用して、MEGソース推定と、脳活動とEOG輻輳速度の間のシータバンド（4 Hz）コヒーレンスを介して、水平および垂直方向の視差に対する神経感度を評価しました。
刺激開始後約100〜250ミリ秒で、皮質および小脳領域の水平および垂直の視差に対する同様の時間ロックされた神経応答が見つかりました。対照的に、垂直輻輳の実行に関連する低周波振動神経活動は、水平輻輳のそれとは異なっていた。これらの調査結果は、水平および垂直の輻輳が、大規模な皮質小脳ネットワークで部分的に共有されているが別個の計算を伴うことを示しています。
序章
立体視には両眼視が必須です。両眼協調の1つのタイプは、水平方向の輻輳です。これは、横方向の眼球運動を分離します。2つの目は、頭に対して近くのオブジェクトに固定すると収束し、遠くのオブジェクトに固定すると開散します。水平方向の輻輳は、通常、水平方向の両眼視差と呼ばれる、2つの目の網膜間の視覚要素の横方向の変位によって引き起こされます。多くの視覚領域（ V1 – V4、およびMT + ）は、両眼視差に敏感です。さらに、いくつかの神経生理学的研究は、水平方向の輻輳が皮質、小脳、および脳幹の領域によって影響を受けることを示しています。単一細胞記録研究は、サルの前頭眼野、小脳、および中脳のニューロンが、水平輻輳信号の生成に関与している可能性が高いことを示唆しています。この見方は、一般に、輻輳前の脳波記録（EEG）記録および小脳への経頭蓋磁気刺激法（TMS）を使用した人間のデータと一致しています。
最近の行動研究は、輻輳が刺激に依存するという証拠を蓄積しています。以前の神経生理学的研究で使用されたまばらな刺激（たとえば、単一点光源）の代わりに、大視野ランダムドットステレオグラムは、高速で非自発的な視差誘発輻輳を生成する可能性があります。大視野ステレオグラムによって生成される高速輻輳は、視角 （dva） が1度未満の視差の大きさに対してほぼ線形の応答で垂直方向および水平方向に発生しました。興味深いことに、水平方向と垂直方向の輻輳にはいくつかの重要な違いがあります。
たとえば、水平方向の輻輳とは対照的に、人間の被験者は垂直方向の輻輳を自発的に制御することはできません。さらに、被験者は通常、垂直方向の輻輳の発生と垂直方向の視差の存在の両方に気づいていません。垂直方向の輻輳の範囲は、水平方向の輻輳の範囲よりも小さくなっています。しかし、これまでのところ、垂直方向の輻輳の根底にある神経メカニズムが水平方向の輻輳のメカニズムとどの程度重複しているかについてはほとんどわかっていません。
私たちの目標は、視差によって誘発される垂直輻輳が主に両眼協調の自動プロセスであり、水平輻輳の場合とは多少異なるメカニズムを伴うかどうかを調べることでした。
この研究では、大視野ステレオグラムを提示しながら、健康な被験者からの全頭脳磁図（MEG）応答を記録することにより、人間の視差によって誘発される水平および垂直の輻輳の神経計算を調査しました。
MEGに加えて、両眼の眼球運動を分析するために眼電図検査（EOG）を測定しました。輻輳の両眼の手がかりを完全に提示するために、静的ランダムドットステレオグラムを使用しました。ステレオグラムは、水平方向または垂直方向に視差によって誘発される輻輳応答を生成するように設計されました。図 1は、この研究で使用された視覚刺激と実験手順の概要を示しています。分析の最初のステップは、水平方向または垂直方向の視差に応じたMEGソースアクティビティの時空間プロファイルを特定することでした。（1）単一ユニット記録研究は、輻輳制御における小脳の寄与を示したため、分析に小脳領域を含めました、そして（ 2）MEGは、ソースまたはネットワーク分析。続いて、周波数領域でのビームフォーミング技術（コヒーレントソースの動的イメージング、DICS）を使用して「脳眼」コヒーレンスを計算することにより、輻輳の実行に関与する脳領域を検索しました。）。
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