視線保持機構における小脳片葉求心系の役割

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480273
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 吉田 薫 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (50111373)
• キーワード: 眼球運動 / 片葉 / 前庭神経核 / カハール間質核 / GABA / 神経積分器

研究概要

垂直眼球運動を制御する主要部位として、カハール間質核、前庭神経核、小脳片葉が挙げられる。本研究では、視線保持における脳幹と小脳の相互作用を明らかにすることを目的とし、片葉に投射するparamedian tract (PMT)ニューロンの活動様式および前庭神経核・カハール間質核との入出力関係を解析し、また小脳を介する経路の活動を薬理学的に修飾した時の効果を解析した。発射活動の解析により、PMT求心系が垂直方向の注視期の眼位、サッケードの眼球速度、前庭動眼反射時の頭部速度の情報を小脳に伝えることが明らかにされた。迷路の電気刺激と回転刺激に対する応答の解析により、PMTニューロンが前庭神経核を介し対側前半規管から興奮入力、同側後半規管から抑制入力を受けることが明らかにされた。また、PMTニューロンはカハール間質核からも入力を受けることが示された。PMT領域へのmuscimol局所投与は後半規管優位の眼振、bicuculline投与は前半規管優位の眼振を伴う注視麻庫を引起こし、PMT-片葉系が視線保持とともに左右前庭神経核活動のバランス維持に重要な役割を果たすことが明らかにされた。前庭神経核ニューロンにGABA阻害薬を電気泳動的に投与し抑制入力を遮断すると自発活動と回転応答の振幅がともに増加し、片葉が前庭バランスと反射の調節に大きく寄与することが碓認された。また、速度指令から位置指令への変換過程を担うと考えられる特異な発射パタンを示すニューロンが前庭神経核で見出され、これらがカハール間質核と対側後半規管から興奮入力を受けるII型ニューロンであることことが明らかにされた。以上の結果から、左右前庭神経核を結ぶ経路は速度を位置に積分するポジティブフィードバック回路として働き、PMT-片葉系はこれを調節し安定させる役割を担っていると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Niwa, M. et al.: "Vertical eye movements-related type II neurons with downward on-directions in the vestibular nucleus in alert cats"Exp. Brain Res.. 155. 401-412 (2004)
• [文献書誌] Kato, R. et al.: "Contribution of GABAergic inhibition to the responses of secondary vestibular neurons to head rotation in the rat"Neuroscience Research. 46. 499-508 (2003)
• [文献書誌] Inaba, N. et al.: "Changes in cerebellar fastigial burst activity related to saccadic gain adaptation in the monkey"Neuroscience Research. 46. 359-368 (2003)
• [文献書誌] Iwamoto, Y. et al.: "Saccadic dysmetria following inactivation of the primate fastigial oculomotor region"Neuroscience Letters. 325. 211-215 (2002)
• [文献書誌] Boyle, R. et al.: "Neural readaptation to earth's gravity following return from space"J.Neurophysiology. 86. 2118-2112 (2001)
• [文献書誌] Yoshida, K. et al.: "Disynaptic inhibition of omnipause neurons following electrical stimulation of the superior colliculus in alert cats"J.Neurophysiology. 85. 2639-2642 (2001)