「瞬目反射条件づけ」の版間の差分

英語名: eyeblink conditioning、 仏: conditionnement du clignement de paupières

　瞬目反射条件づけは、[[脊椎動物]]の記憶・学習系の中で、その責任神経回路がもっとも詳らかにされている行動パラダイムの一つである<ref name=ref6 />。また、実験動物とヒトの双方において、ほぼ同一の課題で学習能力を測定できる数少ない学習系としても独自性があり（例えば、[[げっ歯類]]で頻用される[[水迷路試験]]をそのままの課題でヒトに適用することは不可能である）、モデルマウスで得られた行動データを、ヒトを対象とした臨床的知見に照らし合わせて考察することも可能となる。また、パラダイムの使い分け（CSとUSの時間関係を変えること）により、小脳と海馬それぞれの機能を評価できることも本学習系がもつ優位性のひとつである。さらに、まばたき反射は仮に筋萎縮や麻痺といった四肢の障害がある場合でも、その出力が比較的最後まで保存されることから、例えば[[運動失調]]を持つモデル動物でも認知機能を評価しやすいと考えられる。（意義はイントロと一緒に述べた方が良いように思えます。）

　我が国においても、主にヒトを用いた瞬目反射条件づけの心理学的研究が盛んに行われていた時期がある<ref name=ref10>'''山田冨美雄'''<br>瞬目反射の先行刺激効果：その心理学的意義と応用<br>''多賀出版（東京）'':1993</ref>。1980年代後半になり、[[wikipedia:Ronald W. Stanton|Ronald W. Stanton]]によって、発達・加齢と学習との相関を調べる目的で、ラットに対して非拘束下での瞬目反射条件づけを可能とする手技が開発された<ref><pubmed> 3166733</pubmed></ref>。90年代に入ると、この方法論が[[ノックアウトマウス]]にそのまま適応され、瞬目反射条件づけの[[行動遺伝学]]が開始された<ref name=ref12><pubmed> 7954803 </pubmed></ref>。特に、小脳の[[シナプス可塑性]]である長期抑圧（Long-term depression; LTD）（後述）と[[瞬目反射条件づけ遅延課題]]との関係性が集中的に調べられることになる<ref name=ref12 />。こうした行動遺伝学的研究によって、[[代謝型グルタミン酸受容体1型]]（[[mGluR1]]）、[[PKCγ]]、[[GluRδ2]]、[[内在性カンナビノイド受容体CB1]]など多くの分子が小脳LTDと瞬目反射条件づけ遅延課題の双方に必要であることが明らかとなり、前庭動眼反射と同様、瞬目反射条件づけにおいても、LTDが記憶形成の神経基盤であるとの「小脳LTD仮説（後述）」が90年代後半には説得力をもって醸成されていった。

[[ファイル:MouseEBCC.jpg|サムネイル|300px|右|'''図1. 非拘束動物における瞬目反射条件づけ'''<br>フリームービングの実験動物で瞬目反射条件づけを可能とする手術法の概念図を示している。ラットやマウスを対象として開発された技法であるが、現在はウサギを含め多くの実験動物種における主流の方法論である。上瞼の裏に4本の電極を埋め込み、そのうち2本が眼輪筋の筋電図の取得、残る2本がUSとしての電気刺激のために用いられる。電極は頭部に取り付けられた着脱可能なコネクタを介して、筋電計に繋がれる。]]

　USとCSの時間特性の違いによって、[[遅延課題|遅延（delay）課題]]と[[痕跡課題|痕跡（trace）課題]]の2種類の行動パラダイムが存在する（図2）。遅延課題は、CSとUSに時間的な重なりがあり、かつ同時に終了するようなパラダイムである（図2A）。痕跡課題では、CSが終了してからUSが提示される。言いかえれば、痕跡課題では、CSとUSの間に無刺激の期間（痕跡間隔）が挿入される（図2B）。

 

　USが角膜に到達すると、その感覚情報は[[三叉神経核]]（trigeminal nucleus）に運ばれ、[[外転神経核]]に中継される。これらの神経核からの出力が、USに対する瞬目の無条件反射を引き起こす様々な眼筋を制御している。瞬目の主動筋である眼輪筋（''orbicularis oculi'' muscle）の筋電図（EMG）法は、有効で感度の高い瞬目の検出法と考えられ、現在では瞬目反射条件づけ研究においてもっとも頻用される行動出力の評価指標である（図4A）。この眼輪筋筋電図法の短所として顔面部への電極装着による異物感があげられるが、瞬目反射の動作筋そのものの活動を記録するという意味において計測にはもっとも適しているとされる<ref name=ref10 />。その他に、ビデオカメラを用いて、瞼の物理的な位置をトラッキングする方法（図4B）や、小型の磁気サーチコイルを用いた方法論が必要に応じて利用される <ref name=ref4 /><ref name=ref10 />。

== 小脳皮質vs.小脳核の論争 ==

=== 小脳皮質の重要性についての議論 ===

　小脳皮質の中でも特に重要な領域とされるのが、第VI半球[[小葉]]と[[前葉]]である。これらの部位の損傷・除去、不活性化、もしくは発現分子の欠損によって、瞬目反射条件づけ（遅延課題）の学習が阻害されるとの多くの報告がある。LavondとSteinmetzは、小脳核を残したまま、第VI半球小葉と小脳前葉を含む大きな領域を吸引除去したところ、瞬目反射条件づけ（遅延課題）の学習が著明に障害されることを示した<ref><pubmed> 2765164 </pubmed></ref>。ただし、一度学習が成立した後に、こうした領域を除去してもCRの発現に大きな影響は見られないことから、学習の保持には重要ではないとされた。また、GABA_A受容体アゴニストである[[ムシモル]]や[[AMPA受容体]][[アンタゴニストCNQX]]を小脳第VI半球小葉に注入しても、同様に瞬目反射条件づけ（遅延課題）の学習が阻害される<ref name=ref6 />。ただし、こうした方法論も、小脳核の機能を完全に保持したままでの実行が難しい可能性があり、小脳皮質の小脳核に対する相対的優位性については未だに評価が定まっていない。なお、小脳皮質の唯一の出力細胞であるプルキンエ細胞が欠落した[[wikipedia:ja:pcdマウス|''pcd''マウス]]でも、小脳皮質除去動物と同様に、瞬目反射条件づけ（遅延課題）の学習獲得が著明に障害されていた <ref><pubmed> 8786457 </pubmed></ref>。とはいえ、この実験結果も、学習が完全に抑制されるわけではなかったことから、むしろ小脳皮質が遅延課題の記憶形成に必須ではないとの文脈で参照されることが多いようである。また、平行線維からプルキンエ細胞に対する[[神経伝達物質]]の放出を可逆的に阻害できるマウスを利用した研究によれば、小脳皮質における神経伝達が瞬目反射条件づけの記憶成立には必須でなく、CRの表出に重要であることが示唆されている<ref name=ref15 />。

=== 小脳核（中位核）の重要性についての議論 ===

　なお、条件づけが成立した後に、USを伴わずCSだけ繰り返し提示するとCRは次第に消失する。これを[[実験的消去]]と呼ぶ。しかし、一見完全に消去が起こった場合でも記憶痕跡が消失した訳ではなく、その後CSを呈示するとCRは急速に出現し、最初よりも少ない試行回数で元の学習到達率まで回復する。これを[[自発的回復]]と称する。