咀嚼・嚥下機能における脳の代償能-大脳皮質損傷が咀嚼・嚥下機能に及ぼす影響とそれに対する代償能-

• Project/Area Number: 14771019
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 山村 健介 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90272822)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2003: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2002: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 咀嚼 / 嚥下 / 大脳皮質 / 脳の代償能 / 機能回復 / 大脳皮質感覚運動野 / 大脳皮質咀嚼野

Research Abstract

実験には主にウサギを用いた。前年度の片側および両側大脳皮質咀嚼・嚥下関連領域の可逆的破壊に伴い摂食・嚥下運動が受ける影響を調べる実験を遂行中、行動学的には片側の大脳皮質顔面運動野の冷却は、咀嚼・嚥下運動を強く障害しないことを示唆するデータが得られた。そこで、片側皮質が不活化されると他の皮質部位が速やかにその機能を代償するのではないかという仮説を立てた。この仮説を検証するために、顔面運動野の片側冷却と両側冷却が咀嚼・嚥下運動に及ぼす影響の違いを行動学的、筋電図学的解析に加え、下顎運動解析も用いて詳細に検討した。その結果、1)顔面運動野の片側冷却により、動物の咀嚼側は、冷却以前の咀嚼側に関わらず、皮質破壊側と同側(機能残存皮質の支配側)となること、2)顔面運動野の両側冷却により食物の取り込みが著しく障害され、以後の咀嚼運動の遂行が不可能となることが明らかになった。このことは顔面運動野は食物の取り込みや移送に重要な脳部位であるだけでなく、咀嚼側の決定に関与していることを示している。片側運動野の冷却は食物の取り込み行為に影響を及ぼさなかったことから、食物取り込み時の顎・顔面・舌の協調機能は対側の顔面運動野によって速やかに代償されるが、咀嚼側の決定に関する機能は代償されないことが示された。さらに、片側運動野冷却時の対側運動野神経活動がどのような影響を受けるのかについて、実験を行なっている。これまでに記録した運動野神経の内、3)対側運動野の冷却により活動様式を変化させるものが58%で、その内53%は活動が増加した。この結果は、少なくとも一部の運動野神経は正常時対側半球の運動野を介して抑制を受けていることを示唆している。また、4)対側皮質冷却の影響を受けないニューロンの87%は口腔領域に明瞭な受容野を持っていた。これより、咀嚼運動調節における感覚野からの感覚情報の重要性も示唆された。

Research Products

• [Publications] Ootaki, S., Yamamura, K., Inoue.M., Amarasena J., Kurose, M., Yamada, Y.: "Activity of pen-oral facial muscles and its coordination with jaw muscles during ingestive behavior in awake rabbits"Brain Research. 1001. 22-36 (2004)
• [Publications] Amarasena, J., Ootaki, S., Yamamura, K., Yamada, Y.: "Effect of stimulation of cortical masticatory area on swallowing evoked by the stimulation of superior laryngeal nerve in anesthetized rabbits"Brain Research. 965. 222-238 (2003)
• [Publications] 成田紀之, 山村健介: "咀嚼と嚥下運動の大脳皮質性制御機構に関する最近の知見"日本咀嚼学会雑誌. 13(1). 3-12 (2003)
• [Publications] Yamamura, K., Kurose, M., lnoue, M., Yamada, Y.: "Modulation of orofacial sensory inputs to the face primary somatosensory cortex during mastication"Abs.Soc.Neurosci.. 29. #61.1 (2003)
• [Publications] Yamamura, K., Kurose, M., Inoue, M., Hirano, H., Yamada, Y.: "Modulation of sensory transmission to the face primary somatosensory cortex during mastication in awake rabbits"Jpn.J.Physiol.. 53(suppl). S241 (2003)
• [Publications] Amarasena, J., Ootaki, S., Yamamura, K., Yamada, Y.: "Effect of stimulation of cortical masticatory area on swallow ing evoked by the stimulation of superior laryngeal nerve in anesthetized rabbits"Brain Research. 965. 222-238 (2003)
• [Publications] Yao, D.Y., Yamamura, K., Narita, N., Murray G.M., Sessle, B.J: "Effects of Reversible Cold Block of Face primary somatosensory cortex on orofacial movements and related face primary motor cortex neuronal activity"Somatosensory and Motor Research. 19(4). 261-271 (2002)
• [Publications] Aeba, H., Yamamura, K., Inoue, M., Hanaba, K., Ariyasinghe, S, Yamada, Y.: "Effects of the inferior alveolar nerve stimulation on tongue muscle activity during mastication in freely behaving rabbits"Brain Research. 956. 149-155 (2002)
• [Publications] Yamamura, K., Narita, N., Yao, D.Y., Martin, R.E., Masuda, Y., Sessle, B.J.: "Effects of reversible bilateral inactivation of face primary motor cortex on mastication and swallowing"Brain Research. 944. 40-55 (2002)
• [Publications] Yao, D.Y., Yamamura.K., Narita, N., Martin, R.E., Murray G.M., Sessle, B.J.: "Neuronal activity in face primary motor cortex of awake monkeys in relation to semiautomatic and trained orofacial movement"Journal of Neurophysiology. 87(5). 2531-2541 (2002)
• [Publications] Kakizaki, Y., Uchida, K., Yamamura, K., Yamada, Y.: "Coordination between the masticatory and tongue muscles as seen with different foods in consistency and in reflex activities during natural chewing"Brain Research. 929. 210-217 (2002)