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J-GLOBAL ID：202002272317407039   整理番号：20A2510575

運動CPGの構成について:スプリットベルト移動と数学モデリングからの洞察【JST・京大機械翻訳】

On the Organization of the Locomotor CPG: Insights From Split-Belt Locomotion and Mathematical Modeling

著者 (7件)： Latash Elizaveta M. (Department of Mathematics and Statistics, Georgia State University, Atlanta, GA, United States) ,  Lecomte Charly G. (Department of Pharmacology-Physiology, Universite de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada) ,  Danner Simon M. (Department of Neurobiology and Anatomy, Drexel University College of Medicine, Philadelphia, PA, United States) ,  Frigon Alain (Department of Pharmacology-Physiology, Universite de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada) ,  Rybak Ilya A. (Department of Neurobiology and Anatomy, Drexel University College of Medicine, Philadelphia, PA, United States) ,  Molkov Yaroslav I. (Department of Mathematics and Statistics, Georgia State University, Atlanta, GA, United States) ,  Molkov Yaroslav I. (Neuroscience Institute, Georgia State University, Atlanta, GA, United States)
資料名： Frontiers in Neuroscience (Web)  (Frontiers in Neuroscience (Web))
巻： 14  ページ： 598888  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7087A  ISSN： 1662-453X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 移動中のリズム肢運動は,脊髄に位置する中心パターン発生器(CPG)回路によって制御される。これらの回路は,複数の交連と長い固有脊髄回路を介して互いに相互作用する各肢に対する個々のリズム発生器(RG)から成ると考えられる。各RGの組織化と操作は完全には理解されておらず,異なる競合理論は,その屈筋と伸筋成分間の相互作用,ならびにRG間の左-右交連相互作用について存在する。本研究で提案した回路構成の中心的アイデアは,各RGへの興奮性入力の増加(または運動速度の増加)により,RGのリズム生成機構は「反射駆動」リズムから「古典的半中心」機構へと変化することである。この仮説を,異なる左および右ベルト速度(非対称条件)を有する地上またはタイドベルトトレッドミル(対称条件)またはスプリットベルトトレッドミルで歩行する無傷および脊髄ネコにおける立脚およびスイング相の継続時間の変化に関する著者らの実験データを用いて試験した。これらの実験データを数学的モデリングの結果と比較したところ,シミュレートしたCPG回路は,左と右のRGに対して整合または異なる制御駆動を持つ類似の対称および非対称条件で動作した。得られた結果は,RG操作における状態依存変化及びRG間の特異的交連相互作用の概念を支持した。異なる条件下でのモデル操作の実行したシミュレーションと数学的解析は,移動中のCPGネットワーク組織と四肢協調への新しい洞察を提供する。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 相互作用 ,  対称性 ,  ネットワーク ,  興奮 ,  伸筋 ,  *脊髄 ,  屈筋 ,  非対称性 ,  継続時間
準シソーラス用語： 生成機構 ,  運動速度 ,  リズム ,  再生器 ,  回路構成 ,  数理モデリング , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 移動 ,  中心パターン発生器 ,  分割ベルト ,  モデリング ,  神経回路

分類 (2件)： 脳・神経系モデル  (EL02050C) ,  ロボットの運動・制御  (IC04012J)

引用文献 (66件)：

• AusbornJ.ShevtsovaN. A.CaggianoV.DannerS. M.RybakI. A. (2019). Computational modeling of brainstem circuits controlling locomotor frequency and gait. eLife 8:e43587.
• AusbornJ.SnyderA. C.ShevtsovaN. A.RybakI. A.RubinJ. E. (2018). State-dependent rhythmogenesis and frequency control in a half-center locomotor CPG. J. Neurophysiol. 119 96-117. doi: 10.1152/jn.00550.2017 28978767
• BrownT. G. (1914). On the nature of the fundamental activity of the nervous centres; together with an analysis of the conditioning of rhythmic activity in progression, and a theory of the evolution of function in the nervous system. J. Physiol. 48 18-46. doi: 10.1113/jphysiol.1914.sp001646 16993247
• DambrevilleC.CharestJ.ThibaudierY.HurteauM. F.KuczynskiV.GrenierG. (2016). Adaptive muscle plasticity of a remaining agonist following denervation of its close synergists in a model of complete spinal cord injury. J. Neurophysiol. 116 1366-1374. doi: 10.1152/jn.00328.2016 27358318
• DambrevilleC.LabarreA.ThibaudierY.HurteauM. F.FrigonA. (2015). The spinal control of locomotion and step-to-step variability in left-right symmetry from slow to moderate speeds. J. Neurophysiol. 114 1119-1128. doi: 10.1152/jn.00419.2015 26084910

タイトルに関連する用語 (4件)： 運動 ,  CpG ,  数学モデリング ,  洞察