急速眼球運動発現の脳幹神経機構-垂直Burster-driving neuronの存在部位と発射特性-

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04670062
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 福島 菊郎 北海道大学, 医学部, 助教授 (70091486)
• Keywords: 前庭眼振 / 垂直半規管 / 眼球運動 / 中脳網様体 / カハール間質核 / サッカード / ネコ

Research Abstract

前庭眼振が3次元空間内の頭部の回転平面に対応して特異的にその平面で発生することは知られている。水平性の前庭眼振についてはOhkiら(1988)は舌下神経前位核およびその近傍に存在するBurster-driving neuron(BDN)が前庭眼振急速相の発現に重要であることを報告したが、垂直性の前庭眼振については同様な機能をもつニューロンがどこに存在するか、またどのような発射特性を有するかについては全く不明なままである。本研究は今年度は上向きの前庭眼振のBDNの条件を満足するニューロンを覚醒ネコを用いて探索し、その存在部位、発射特性さらに上向きと下向きBDN領域の化学的不活性化による眼球運動障害を解析した。
上向きBDNの性質を備えたニューロンは中脳吻側部網様体でCajal間質核よりさらに外側部および尾側部に見つかった。下向きBDNは昨年度報告したようにCajal間質核を中心とした領域であったので、上向きBDNの領域はそれよりも外側部で尾側部に存在することになる。下向きのBDNが反対側前半規管から興奮性入力を受けたのに対し、上向きBDNは後半規管から興奮性入力を受けた。これらはいずれも不規則な自発発射を示した。
下向きBDNが記録された領域の両側の不活性化により上向き下向きサッカードともその眼位の保持が選択的に障害され、その時定数は平均0.4秒迄短縮した。さらに下向き急速眼球運動の発現回数が選択的に減少した。それよりも外側部で上向きのBDNが記録された領域の両側性の化学的不活性化により上向き急速眼球運動の発現回数が有意に減少した。これらの実験結果はCajal間質核領域が垂直方向の急速眼球運動の発現に必要であることを示す。

Research Products

• [Publications] Fukushima,K.: "Possible downward burster-driving neurons related to the anterior semicircular canal in the region of the interstitial nucleus of Cajal in alert cats." Neurosci.Res.12. 536-544 (1991)
• [Publications] Fukushima,K.: "Ocular torsion produced by unilateral chemical inactivation of the inters titial nucleus of Cajal in chronically labyrinthectomized cats." Neurosci.Res.13. 301-305 (1992)
• [Publications] Fukushima,K.: "The neuronal substrate of integration in the oculomotor system." Prog.Neurobiol.39. 609-639 (1992)
• [Publications] Fukushima,K.: "The interstitial nucleus of Cajal is involved in generating downward fast eye movement in alert cats." Neurosci.Res.15. 299-303 (1992)
• [Publications] Fukushima,K.: "Responses of floccular Purkinji cells to sinusoidal vertical rotation and effects of muscimol infusion into the flocculus in alert cats." Neurosci.Res.17. 297-305 (1993)
• [Publications] Kaneko,C.R.S.: "Burst driver neurons in the mesencephalon of the trained rhesus monkey." Neurosci.Abst.19. 859 (1993)
• [Publications] Fukushima,K.: "Vestibular and brain stem control of eye,head and body movement." Japan Scientific Societies Press,Karger, 466 (1992)
• [Publications] Fukushima,K.: "Contemporary ocular motor and vestibular research:A tribute to David A Robinson" Georg Thieme Verlag Stuttgart(in press), (1994)