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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。
サルの大脳皮質一次運動野を電気刺激し、視床下核と淡蒼球のニューロン活動を同時記録すると、視床下核ニューロンは、早い興奮、遅い興奮、抑制という反応を示し、一方、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した。視床下核で見られる早い興奮は、淡蒼球の早い興奮に先行していた。次に視床下核に、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が、非NMDA受容体プロッカーの注入ではこのような変化は見られなかった。以上の実験結果は、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。
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