大脳皮質-視床下核投射の機能的意義

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680805
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 南部 篤 財団法人 東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 副参事研究員 (80180553)
• キーワード: 大脳基底核 / 視床下核 / 淡蒼球 / 一次運動野 / パーキンソン病 / 運動制御 / サル / 電気生理学

研究概要

大脳基底核の神経回路は、大脳皮質-線条体-淡蒼球内節/黒質網様部を順に結ぶ直接路と、大脳皮質-線条体-淡蒼球外節-視床下核-淡蒼球内節/黒質網様部よりなる間接路によって構成されている。しかし、大脳皮質から視床下核にも直接、投射があり、大脳皮質-視床下核-淡蒼球内節/黒質網様部という経路も成り立つと考えられるが、これまで重要視されてこなかった。本研究は、この経路について調べようとするものである。
まず、本年度は、これまでの実験結果をまとめた。すなわち、大脳皮質一次運動野を電気刺激すると、淡蒼球外節、内節のニューロンは、早い興奮、抑制、遅い興奮の3相性のパターンで応答する。サルの視床下核に、ムシモルを微量注入しブロックすると、3相性のパターンのうち、早い興奮と遅い興奮が消失した。同時に、淡蒼球ニューロンの自発活動が減少し、発射パターンも休止期間が長くなり、発射活動がグループ化するなどの変化を示した。NMDA受容体ブロッカーを視床下核に微量注入すると、早い興奮が減弱した。このことは、大脳皮質-視床下核路が、大脳皮質から淡蒼球に早い興奮性の作用をもたらすこと、視床下核が、淡蒼球ニューロンの発射頻度や発射パターンに重大な影響を与えていることを示す。
また、新たに、サルにMPTPを投与してパーキンソン病のモデル動物を作製し、同様の解析を行いつつある。その結果、大脳皮質電気刺激による淡蒼球ニューロンの3相性の応答のうち、パーキンソン病においては、遅い興奮が増強していた。遅い興奮は視床下核を経由しており、このことはパーキンソン病の病態を考える上において、重要であるかもしれない。

研究成果

• [文献書誌] Kita H., Tokuno H., Nambu A.: "Monkey globus pallidus external segment neurons projecting to the neostriatum"Neuro Report. 10. 1467-1472 (1999)
• [文献書誌] Inase M., Tokuno H., Nambu A., Akazawa T., Takada M.: "Corticostriatal and corticosubthalamic input zones from the presupplementary motor area in the macaque monkey : comparison with the input zones form the supplementary motor area"Brain Research. 833. 191-201 (1999)
• [文献書誌] Tokuno H., Inase M., Nambu A., Akazawa T., Miyachi S., Takada M.: "Corticostriatal projections from distal and proximal forelimb representations of the monkey primary motor cortex"Neuroscience Letter. 269. 33-36 (1999)
• [文献書誌] Tokuno H., Nambu A.: "Organization of nonprimary motor cortical inputs on pyramidal and nonpyramidal tract neurons of primary motor cortex : an electrophysiological study in the macaque monkey"Cerebral Cortex. 10. 58-68 (2000)
• [文献書誌] 南部篤: "ブレインサイエンスレビュー1999(分担執筆) 大脳皮質-視床下核-淡蒼球投射の機能的意義"医学書院. 222 (1999)