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基底核の疾患では随意運動の障害(運動量の異常や不随意運動)に加えて、起立や歩行、そして筋緊張の異常も出現する。これまで、基底核と大脳皮質を結ぶ神経回路により基底核疾患における運動障害の発現機序の解明が試みられてきた。しかし、筋緊張や歩行の異常がどの様なメカニズムで出現するのかは未だ解明されていない。本研究課題では、基底核から脚橋被蓋核への投射系が脳幹・脊髄に存在する神経機構を制御して筋緊張や歩行を制御するという作業仮説を基盤にして、基底核による筋緊張と歩行運動の制御機構の解明を試みた。
実験には、急性除脳ネコ標本とラット脳幹のin vitro slice標本を用いた。前者では、「基底核から脚橋被蓋核頷域を経由して脳幹網様体に至る投射系はどの様に歩行運動と筋緊張の制御に関与するのか?」を、後者では、「基底核から脚橋被蓋核の細胞にはGABA作動性の抑制作用が誘発されるのか否か?」を解析した。除脳ネコの実験では、(1)脚橋被蓋核領域には歩行と筋緊張の制御に関する領域が存在すること、(2)筋緊張の制御には脚橋被蓋核のコリン細胞が関与し、歩行の発現にはこの核の非コリン細胞関与すること、(3)基底核の出力核である黒質網様部から脚橋被蓋核領域へのGABA作動性投射が亢進すると、歩行リズムは抑制され、筋緊張抑制系の活動が抑制される(筋緊張が増大する)ことなどを明らかにすることができた。一方、ラット脳幹のin vitro slice標本を用いた実験からは、(1)黒質網様部から脚橋被蓋核のコリン細胞及び非コリン細胞には抑制性投射が存在すること、(2)各々の抑制には、ともにGABAA受容体が関与することなどが明らかとなった。
これらの成績は、基底核から脚橋被蓋核を経由して脳幹に至る投射系が筋緊張や歩行運動の制御にに関与することを示すと共に、基底核疾患における歩行障害や筋緊張異常の病態生理機序の解明につながると考えられる。
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