リファレンス
Motor control pathways in the nervous system of Octopus vulgaris arm.
Zullo, L., Eichenstein, H., Maiole, F., & Hochner, B. (2019). Journal of Comparative Physiology A, 205(2), 271-279.
https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-019-01332-6
要旨
The octopus’s arms have virtually infinite degrees of freedom, providing a unique opportunity for studying movement control in a redundant motor system. Here, we investigated the organization of the connections between the brain and arms through the cerebrobrachial tracts (CBT). To do this, we analyzed the neuronal activity associated with the contraction of a small muscle strand left connected at the middle of a long isolated CBT. Both electrical activity in the CBT and muscle contraction could be induced at low threshold values irrespective of stimulus direction and distance from the muscle strand. This suggests that axons associated with transmitting motor commands run along the CBT and innervate a large pool of motor neurons en passant. This type of innervation implies that central and peripheral motor commands involve the simultaneous recruitment of large groups of motor neurons along the arm as required, for example, in arm stiffening, and that the site of movement initiation along the arm may be determined through a unique interplay between global central commands and local sensory signals.
コメント
タコの複雑な腕の動きがどのように制御されているのかを調べた論文．神経学にはなじみがなくて単語からして難しく，読むのに苦戦してしまった．もっと勉強せねば．
タコの腕はその筋肉質の構造からコントロールが非常に複雑になっている
末梢器官における運動や感覚受容に関してはlabeled line thory とacross-fiber pattern thoryという二通りの説が唱えられており，脊椎動物の体性感覚や味覚ではlabeled line thoryが感覚の認識においては有力だと言われているようである．本研究ではタコの腕の運動の制御もこのlabeled line thoryのように腕の局所が一つの末梢神経により制御されているのではないか，という仮説の検証を行っている．
結果としては，仮説とは異なり腕の中心を通る神経の途中から枝分かれした軸索により神経制御がなされているようである．このような仕組みにより，腕全体に届く中枢からの指令と末梢からの情報が統合されることで，骨格や関節を持たない腕を状況や行動にあわせて繊細にコントロールしているのでは無いかといった考察がなされていた．腕船体には餌に向かって動かすという命令が中枢神経から出されているときに，腕の一部が餌に合ったときにその周辺のみ筋肉を収縮させて餌をつかめるようにしている，ということなのかな．そしてその局所的な筋収縮はいちいち中枢で管理はしていない，と．
そう考えるともっともな説のようにも思えるが，実際に起きていると思うとものすごく複雑なことが実現しているなぁと驚嘆しつつ，その仕組みを解き明かすのは難しそうで，興味深いとも思うな．
単語
・innervate…<神経・筋肉・器官を>刺激する/<器官・筋内の> 神経を分布・発達させる
・en passant…途中で/ En passant synapses are where one neuron joins another at a place besides the axon terminal.
・maneuverability…可操作度, 操縦性, 運動性
・medullary cord…髄質索, 髄索
・somatotopy…体部位再現, 体部位局在. 身体を構成する特定の体部位の再現が中枢神経系の特定の領域と1対1に対応する場合、体部位再現がある、という (脳科学時点より)
・labeled line thory…異なる感覚 (痛み・かゆみなどの体性感覚，酸味・甘味などの基本味) はそれぞれ異なる末梢神経により伝達されるという説
・(across-fiber) pattern thory…一本の神経繊維は一つ以上の感覚を受容し，複数の神経における応答の強弱のパターンが統合されて，味覚や痛覚の内の一つの感覚として認識されるという説
・orthodromic…順方向性の
