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嚥下と嘔吐は上部消化管においては逆方向の運動であるが、咽頭および内外喉頭を含めた上気道筋群のそれらの運動時の活動には類似性と相違点がある。本研究では、まず嘔吐と嚥下時における各上気道筋およびその支配神経の運動出力パターンを系統的に除脳動物をもちいて観察し、その生理的意義とこれら2つの運動の中枢制御の関連性を解明することを目的とした。その結果、嚥下は嘔吐に比し末梢知覚のフィードバックの有無によらず、よりステレオタイプな出力パターンを示すことが明らかになった。また、嘔吐の最終段階でみられる上気道筋群の活動は嚥下とは本質的に異なること、嘔吐と嚥下のパターン形成機構は中枢内で密接に連係していることなどが明らかとなった。
そこで、これら2つの運動における運動ニューロン、呼吸ニューロンおよびパターン形成器を構成していると考えられるインターニューロンについて検討した。無麻酔除脳ネコで筋弛緩剤により動物を非動化した'fictive'運動モデルを用いた実験の結果、舌下神経核内で単一ニューロンの活動についてみると、運動ニューロンの多くは、多機能性ではあるが均一ではないことが判明した。また、嚥下および嘔吐に重要な役割をもつ疑核内の咽頭および喉頭の運動ニューロンの細胞内記録の結果からも、これら2つの運動のパターン形成器から共通に入力を受ける細胞の存在が明らかとなった。さらに、嚥下は呼吸システムに深く関わる協調運動であることから、ニューロンネットワークのダイナミックな統合機構の存在が示唆された。
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