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REM睡眠の導入・維持には外背側被蓋核のアセチルコリン作動性ニューロン(ACh neuron)が重要な役割を演じていることが昔から示唆されてきたが、無麻酔ラットでのそのニューロンの活動をスパイクの幅によって同定しながら記録したわれわれの研究が、この役割の確定に大きな力となった。今回の研究は、しからばそのACh neuronが興奮するのはどのような入力によるかを検証するものである。それを何種類かの研究で追求した。
まず、脳内の数カ所(前頭葉皮質、視床、視索前野、乳頭体、海馬)に刺激電極を固定し、その電気刺激によるACh neuronの順行性反応を見ると、視索前野、乳頭体という視床下部の刺激で反応するニューロンが最も多く、逆行性反応によって調べたACh neuronの投射先でも視索前野が一番多かったこととあわせ、ACh neuronを含む脳幹と視床下部はお互いに影響しあいながら睡眠・覚醒全体をコントロールしていることがうかがわれた。
次に、ACh neuronに対する伝達物質の作用を調べた。まず、無麻酔動物でACh neuronを睡眠・覚醒による振る舞いの違いによってタイプ分けして、それぞれに対するモノアミンの作用を見たところ、ノルアドレナリンの作用はいずれに対しても抑制性で、タイプによって作用が異なるネコの場合と違っていることが明らかになった。さらに、視床下部ニューロンの持つ神経ホルモンであり、脳室内投与によってREM睡眠を増やすことが知られているプロラクチンの作用を見たところ、長く続く興奮を起こすACh neuronが多いことがわかった。
これらを総合すると、REM睡眠を起こすACh neuronの興奮には、覚醒時に活動するモノアミンニューロンからの抑制がとれることによる脱抑制以外に、視床下部からのプロラクチンなどの神経ホルモン性の入力が強く関係していることがうかがわれる。
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