中枢パターン発生器（ＣＰＧ）とは

中枢パターン発生器（ＣＰＧ）

バッタをつるして、頭部の触覚（感覚毛）に風を当てると、羽をリズミカルに動かし始める。この運動は、胸部にある打ちあげ筋と、打ち下げ筋が羽を上下に動かすことによって成り立っている。

筋肉の収縮・弛緩を中枢に伝える神経を切断しても、通常と同じ運動が起こることが知られている。

つまり、筋肉の収縮・弛緩の情報によって、筋運動が制御されているのではないことがわかる。実際には、中枢に存在する神経回路によって、リズミカルな収縮・弛緩運動が起こっている。このような神経回路を中枢パターン発生器（ＣＰＧ）と呼ぶ。

バッタのＣＰＧモデル

バッタのＣＰＧモデルは以下のような構造をしている。Ｘは３つのニューロンによって構成されている神経回路であり、Ｙは多数の介在ニューロンによって構成されている。

ピンク色の矢印は興奮性シナプスであり、青色の矢印は抑制性シナプスである。

実際には下のような順序で羽ばたきが生じる。

1. 風の刺激が感覚毛に与えられると、Ｘと呼ばれる回路へと伝達される。
2. ＸからはＹと打ちあげ筋に刺激が与えられる（Ｙでは情報処理に時間がかかる）。
3. Ｘから刺激を受けた打ちあげ筋が収縮し羽が上がる。
4. 少し遅れて、ＹからＡと打ち下げ筋に刺激が与えられる。ＡはＸに繋がっており、興奮を抑制する。
5. Ｘの興奮は収まるが、Ｙの興奮は一定時間続き、打ち下げ運動がなされる。その後、Ｙの興奮も治まり、打ち下げ運動が停止される。また、ＡによるＸの抑制も治まる。
6. 結果、抑制が解除され、風刺激によってＸが再度興奮する（以後繰り返し）。

他の生物でのＣＰＧ

ＣＰＧのような神経回路は他の生物にも存在していることがわかっている。例えば、カイコガの性フェロモンに対する定位運動や、ネコやイヌの歩行、魚類の遊泳などもそれである。