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本研究は多様な喉頭運動出力を発現する中枢パターン生成機構のメカニズムを解明することを目的とした。喉頭運動ニューロンに対し、呼吸や上気道反射の運動指令が、どのような時間パターンで入力されているのかについて、電気生理学的アプローチを用いて解析を行った。実験には昨年度に引き続き非動化除脳ネコを用い、喉頭求心性入力である上喉頭神経の電気刺激を行って非動化嚥下を誘発した。非動化時の安静呼吸運動および嚥下運動は、横隔神経、腹筋神経、反回神経、迷走神経咽頭枝の神経電図活動により同定、モニターした。延髄疑核領域に2本の先端を数十μm離して接着した微小ガラス管電極を刺入し、同側反回神経刺激に対する逆行性応答が得られる喉頭運動ニューロンの細胞内電位を記録し、安静呼吸時、嚥下誘発時における膜電位変化を解析した。吸気相に脱分極を示す吸気性喉頭運動ニューロン(ILM)は、安静呼吸時では呼気相前半に、嚥下時では咽頭期嚥下相に過分極性変化がみられ、一方呼気相に脱分極を示す呼気性喉頭運動ニューロン(ELM)は、安静呼吸時では吸気相に、嚥下時では咽頭期嚥下相の初期に過分極性変化がみられた。さらにもう一方の電極よりビククリンを喉頭運動ニューロン近傍に注入した結果、ILMとELMにみられたこれらの過分極性変化の一過性消失が認められた。これらの結果より、安静呼吸時および嚥下誘発時におけるILMとELMの過分極性膜電位変化は、pre motorニューロンからのGABA依存性の抑制性入力に由来することが明らかとなった。
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