サルの尾状核（プタメン）における自己と他者の行動の実用的表象

他者とともにいつ動くかを脳はどう知るか

コップを渡す、握手する、箱を一緒に持ち上げるといった日常の作業は、脳の静かな奇跡に支えられています：いつ動くべきか、いつ差し控えるべきか、そして自分の動作を相手の動きにどう合わせるかを決めなければなりません。本研究は、プタメンと呼ばれる深部脳構造がサルにおいて自分の手の動きと相手の動きをどのように調整するかを調べ、その原理がヒトの社会的相互作用やパーキンソン病のような障害にも関わる可能性を明らかにします。

協働を試すための共通テーブル

この隠れた協調システムを探るために、研究者たちは2頭のマカクザルに対しヒトの実験者と「相互行動課題」を行うよう訓練しました。サルとヒトは小さなテーブルをはさんで向かい合い、共通の物体が置かれます。各試行で、音や視覚記号が誰が行動すべきか（サルかヒトか）と、どの把持様式を使うかを指示します：親指と指先による繊細な精密把持か、物体を包み込むような全手把持か。動作は明るい中で行われることもあれば、完全な暗闇で行われることもあり、相手の動きが透明な隔壁の向こうで行われることもありました。誰が動くか、どのように把持するか、何が見えているかを細かく制御することで、研究チームはプタメンが自己の行動と他者の行動にどう反応するかを分離して調べることができました。

皮質からの信号とプタメン自身の声

プタメンは脳の深部に位置し、手の動きを計画・制御する外側の脳領域からの豊富な入力を受け取ります。研究者たちは細い多チャネルプローブを用いて、まず解剖学的に手と腕の制御に結びつくプタメン領域から記録していることを確認しました。ついで2種類の活動を計測しました：ゆっくりした電気リズム（局所場電位）は主に皮質からの入力を反映し、個々のニューロンの急速なスパイクはプタメン自身の出力を表します。ゆっくりしたリズムは外側運動領域で既知のパターンを反映しており、誰が行動するかやどの把持を使うかという指示が到来すると動きが変わり、実際の動作が起こる前にも変化しました。対照的に、大多数の個々のニューロンは指示期にはほとんど発火せず、行動が準備・実行される時点で発火を変化させました。

自己用、他者用、両方のニューロン

数百の記録されたニューロンの中で、研究チームは異なるグループを見出しました。あるニューロンはサルが把持したときにのみ反応し、別のものはヒトの相手が行動したときだけ反応し、さらに別は両者の行動時に反応しました。多くの細胞は発火が強まる（“促進”）一方で、他は活動を低下させる（“抑制”）傾向がありました。自己と他者の両方に反応するニューロンは、両場合でタイミングが非常に似ていることが多いものの、どちらが行動しているかを分類器が識別できるほどの微妙な差異も含んでいました。重要なのは、サル自身の動作中に活動するニューロンの約4分の1が精密把持と全手把持を区別でき、その把持選好は暗闇でも維持されたことです。これはプタメンが単に視覚情報を中継しているのではなく、サルの手の動作の詳細な側面を符号化していることを示します。

視覚は必須ではないが、空間の共有は必須である

視界を操作したときに重要な驚きが現れました。サル自身の動作については、ほとんどのプタメンニューロンが明るさの有無にかかわらず同程度に発火し、手からの視覚的フィードバックはほとんど不要であることを示しました。相手の動作に反応するニューロンでも同様で、相手が暗闇で把持しても細胞は発火しました。しかし、相手が全く同じ動作を視認できる状態で行ったとしても、それが透明な障壁の向こうで行われ、物体に対して実際の物理的相互作用が原理上できない場合、こうした「他者関連」の応答の大部分は縮小するか消失しました。場面は同じに見えても、サルがその物体に手を伸ばせないと理解し得るため、相手の行動に対するプタメンの応答は大きく減少したのです。

日常の社会的行動にとっての意味

これらの発見は、プタメンが単に見たものを鏡写しにするのではなく、自己や他者の行動を共有環境で実際に何ができるかという観点で表象していることを示唆します。皮質から到来する脳リズムは多様な可能性のセットを伝える一方で、プタメンは現在関連する具体的な選択肢、つまりどの手の動きを実行するか、あるいは他者の動きに応答するかどうかに焦点を当てます。プタメンがパーキンソン病のような状態で強く影響を受けることを考えると、本研究は社会的協調や協働動作が困難になる理由への新たな視点を提供し、知覚・可能性・選択を結びつけるより広い「社会的行動」ネットワークを示唆します。

引用: Rotunno, C., Reni, M., Ferroni, C.G. et al. Pragmatic representations of self- and others’ action in the monkey putamen. Nat Commun 17, 608 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68403-6

キーワード: 社会的行動, 運動制御, 基底核, ミラーニューロン, パーキンソン病