咀嚼・嚥下運動における大脳皮質からの下行性制御機構

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12771102
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 山村 健介 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90272822)
• キーワード: 大脳皮質 / 咀嚼 / 嚥下 / 運動制御 / ウサギ / マッピング / 覚醒動物

研究概要

本研究により、以下の2点が明らかになった。
1.ウサギ大脳皮質の口腔・顔面領域の覚醒下での詳細なマッピングにより、ウサギ大脳皮質顔面口腔領域の機能局在・部位局在が明らかになった。
ウサギでは大脳皮質の機能分化が進んでおらず、皮質のほぼ同一の領域が大脳皮質咀嚼野(CMA)または顔面運動野(face MI)、時に第一次顔面感覚野(face SI)として扱われていた。しかし、本研究で、単一神経細胞活動記録と皮質内微小刺激(ICMS)を組み合わせてウサギ大脳皮質口腔顔面領域の機能的マッピングを行ったところ、face MIとCMAは大きく重なり合っているものの、face MIはCMAより吻内側、CMAはface MIより外側の島皮質よりにそれぞれ独立した領域を持つことが明らかになった。また、face MI内部でも機能的な局在があることが明らかになった。Face MIとオーバラップしたCMAへのICMSにより単純な開閉口運動を主体とするリズミカル下顎運動が誘発され、この運動は自然咀嚼時において動物が食物を取り込んだり移送したりするときに行う下顎運動と類似していた。これに対し、face MIより外側に位置するCMAへのICMSにより側方運動を伴うリズミカル下顎運動が誘発され、この運動は自然咀嚼時において動物が食物臼磨様時に行う下顎運動と類似していた。またface SIはface MIおよびCMAのやや後方に位置し、過去にGould(1986)が発表したface SIの脳地図と類似していた。
2.Face MIおよびCMA内側部を両側冷却ブロックすることで動物の咀嚼運動、特に食物の取り込みや移送がが著しく障害された。
このことはこれまで脳幹のパタンジェネレータにより制御され、半自動的に遂行されると考えられてきた咀嚼運動の少なくともある部分は、大脳皮質からの下行性制御に依存していることを示している。

研究成果

• [文献書誌] Yamamura, K.: "Effects of reversible bilateral inactivation of face primary motor cortex on mastication and swallowing"Brain Research. (In press).
• [文献書誌] Yao D.Y.: "Neuronal activity in face primary motor cortex of awake monkeys in relation to semiautomatic and trained orofacial movement"journal of Neurophysiology. (In press).
• [文献書誌] Kakizaki, Y.: "Coordination between the masticatory and tongue muscles as seen with different foods in consistency and in reflex activities during natural chewing"Brain Research. (In press).
• [文献書誌] Kobayashi, M.: "Electrophysiological analysis of rhythmic jaw movements in the freely-moving mouse"Physiology and Behavior. (In press).
• [文献書誌] Naganuma, K.: "Tongue and jaw muscle activities during chewing and swallowing in freely behaving rabbits"Brain Research. 915. 185-194 (2001)
• [文献書誌] 山村健介: "覚醒ウサギ大脳皮質感覚運動野顔面口腔領域からの出力様式"歯科基礎医学会雑誌. 43・5. 152-152 (2001)