2011 Fiscal Year Annual Research Report
発声-呼吸モードスィッチングにおける神経機構の解明
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21590245
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
荒田 晶子 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082)
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| Keywords | 橋結合腕傍核 / NMDAレセプター / GABA / 随意運動 / 能動的吸息-呼息切り替え / 呼吸性ニューロン |
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| Research Abstract |
発声は、呼吸を随意的にコントロールすることで実現される。発声呼吸性神経回路をどのように制御すれば、発声が実現するのかを橋結合腕傍核(Nucleus Parabrachialis; NPB)を中心に調べた。NPBは、肺伸展受容器からの情報と発声中枢からの信号が入力している情報統合の場所である。その仕組みを調べるため、広域神経回路が保持されている摘出橋-延髄-脊髄標本を用いた。NPBの内外側野にタングステン電極を挿入し刺激すると、刺激が入ったタイミングで吸息相が抑制され、刺激が強ければ吸息相から呼息相へとスイッチした。この場所には、能動的吸息-呼息切り替えスイッチがあり、この現象はNMDA受容体がGABAシステムを介して行っていること、NPBに吸息相から呼息相に掛けて発火するニューロン(I-Eニューロン)が多く存在し、上位中枢からの入力ばかりでなく、肺伸展受容器からの入力にも応じる事が分かった。さらに、NPB近傍にあるノルアドレナリン産生細胞の影響により、傍顔面神経核呼吸ニューロングループからの入力がI-Eニューロンという発火パターンになることが分かってきた。また、NPBの刺激時の延髄呼吸性ニューロンにおいて、吸息性ニューロンではIPSPsが記録され、呼息性ニューロンは、EPSPsを記録した。NPB刺激では、吸息性ニューロンを抑制し呼息性ニューロンを興奮させることにより、吸息相から呼息相へ切り替えていると考えられた。さらに光学的測定法により、NPBを刺激すると同側性の呼吸中枢へ入力している事が分かり、橋では左右の独立性が強く、同側の呼吸中枢へ入力する事により呼吸を制御していることが判明した。以上の結果より、橋結合腕傍核には、能動的吸息-呼息切り替えスイッチが存在し、延髄呼吸性ニューロンによる橋NPBの役割は、主に同側性に吸息を抑制し呼息を興奮させるということが判明した。今後は、これらの小脳-橋-延髄のネットワークの関連性について研究を進めていきたい。
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Research Products
(10 results)
