移動中の視覚摂動の予測可能性：矯正される遠心性コピーシグナルへの影響

適応挙動を導く際に、Efferenceコピーシグナルまたは結果の排出は、伝統的に自己生成された感覚入力の予測因子として機能すると考えられており、その中心処理を妨げることにより、動物自身の行動の不要な結果に対抗することができます。ここでは、この問題についての投機的な反省で、このような内因性予測シグナル伝達の異なる機能的役割、すなわち、空間の頭の方向の結果が網膜画像滑りを防ぐためにオンライン代償的な眼球運動を必要とする移動中の視線を安定化することにおいて、私たちは考慮します。運動に関連したEfferenceコピーによる外眼運動ニューロンの直接的な活性化は、感覚信号から差し引かれて不要な再増加情報を排除するのではなく、自己運動由来の感覚フィードバックを支援するための前向き基板を提供します。ただし、このようなフィードフォワードメカニズムを実装することは、リズミカルな推進運動と結果として生じるヘッド/視覚イメージの変位との間の適切な相結合に大きく依存します。実際の運動挙動と基本的な理論モデリングのビデオ分析を使用して、動物の安定した移動中の頭部動きを評価して、アフェスノーパスのレーヴィスのオタマジャクシ、テレオスト魚、馬と同じように多様であり、脊椎エフェンスコピーの潜在的な適合性を、視覚中の視線の安定化に対する潜在的な適合性を評価します。。3種すべてで、したがって水生または陸生環境に関係なく、運動式に伴う頭部変位は、代償性眼調整の潜在的な予測値との対応において強い相関の時空間関係を示しました。脊椎中央パターンジェネレーター由来のEfferenceコピーは、自己生成運動中に眼球外の運動制御のための適切にタイミングされたコマンドを提供しますが、正確な画像安定化には感覚フィードバック信号の追加の寄与が必要である可能性があります。それにもかかわらず、ステレオタイプ化された移動の視覚的結果の予測可能性は、これらの乱れを相殺するための魅力的なメカニズムを魅力的なメカニズムにシグナル伝える内在性のエフェレンスコピーをレンダリングし、したがって、脊椎動物の移動中の視線の安定化における感覚運動変換に伝統的に起因する排他的な役割に疑問を投げかけます。

In guiding adaptive behavior, efference copy signals or corollary discharge are traditionally considered to serve as predictors of self-generated sensory inputs and by interfering with their central processing are able to counter unwanted consequences of an animal's own actions. Here, in a speculative reflection on this issue, we consider a different functional role for such intrinsic predictive signaling, namely in stabilizing gaze during locomotion where resultant changes in head orientation in space require online compensatory eye movements in order to prevent retinal image slip. The direct activation of extraocular motoneurons by locomotor-related efference copies offers a prospective substrate for assisting self-motion derived sensory feedback, rather than being subtracted from the sensory signal to eliminate unwanted reafferent information. However, implementing such a feed-forward mechanism would be critically dependent on an appropriate phase coupling between rhythmic propulsive movement and resultant head/visual image displacement. We used video analyzes of actual locomotor behavior and basic theoretical modeling to evaluate head motion during stable locomotion in animals as diverse as Xenopus laevis tadpoles, teleost fish and horses in order to assess the potential suitability of spinal efference copies to the stabilization of gaze during locomotion. In all three species, and therefore regardless of aquatic or terrestrial environment, the head displacements that accompanied locomotor action displayed a strong correlative spatio-temporal relationship in correspondence with a potential predictive value for compensatory eye adjustments. Although spinal central pattern generator-derived efference copies offer appropriately timed commands for extraocular motor control during self-generated motion, it is likely that precise image stabilization requires the additional contributions of sensory feedback signals. Nonetheless, the predictability of the visual consequences of stereotyped locomotion renders intrinsic efference copy signaling an appealing mechanism for offsetting these disturbances, thus questioning the exclusive role traditionally ascribed to sensory-motor transformations in stabilizing gaze during vertebrate locomotion.