随意運動制御における大脳から小脳核への入力の機能的役割

从大脑到小脑核的输入在自主运动控制中的功能作用

基本信息

批准号：
07252206
负责人：
篠田義一
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07252206/
关键词：
視床視床網様核皮質視床細胞小脳 VL核運動野

项目摘要

本研究は、視床VL核TCNに対する大脳運動野からの入力について解析を行い、皮質入力による小脳-視床-大脳投射系の調節機構について検討した。特に、皮質からの抑制入力の性質と、それを引き起こす視床VL核内の抑制性介在細胞と視床網様核のGABA作動性細胞を含む神経回路網を明らかにすることを試みた。実験は、ネンブタール麻酔したネコを用い、小脳出力を結合腕(BC)、運動野、前運動野で、電気刺激し、対側VL核で細胞内記録を行った。TCNは小脳刺激により単シナプス性の大きなunitary EPSPに続き、2シナプス性のIPSPが生じた。同様に大脳皮質刺激によって、TCNには大きなEPSPとそれに続くIPSPが記録された。この小脳及び大脳からのIPSPの起源を調べるため、視床網様核細胞(TRN)から細胞内記録を行った所、TRNは、小脳から2シナプス性の興奮性入力を受け、大脳からは、単シナプス性の興奮性入力を受けていた。大脳刺激により生じるEPSPは2種類があり、小脳入力との衝撃実験の結果から、早いEPSPは、視床TCN細胞の軸索側枝を介していることが推定された。大脳刺激で生じるIPSPは少なくとも2種類に分類された。早いIPSPは、大脳から生じる単シナプス性EPSPと同じ潜時であることから、皮質視床細胞を介するものではなく、TCNの側枝を介してTRNが興奮を受け、そのTRNがTCNに抑制を及ぼしているると解釈された。視床VL核内の介在細胞は、小脳核細胞と大脳の皮質視床細胞のそれぞれから単シナプス性興奮性入力を受けTCNに抑制を及ぼしており、視床網様核のTRNは、小脳から視床VL核のTCNの側枝を介して2シナプス性の興奮入力を受け、大脳からは皮質視床細胞から単シナプス性興奮入力を受け、VL核のTCNに抑制を及ぼしていることが明らかとなった。このように、皮質から視床への興奮性及び抑制性入力は小脳-視床-大脳投射系のspatial focusingあるいは、shifting active areaを行う重要な機能的役割を担っていることが推察された。

这项研究分析了从脑运动区域到丘脑VL核TCN的投入，并检查了通过皮质输入的小脑 - 丘脑 - 脑部投射系统的机制。特别是，我们试图揭示来自丘脑网状核的丘脑VL核和GABA能细胞内的皮质和含有抑制性介导细胞的神经网络的抑制性本质。在实验中，使用猫使用nembutal麻醉猫来电刺激结合臂（BC），运动和前运动区域中的小脑输出，并在对侧VL核中进行细胞内记录。通过小脑刺激，TCN之后是大型单突触单位EPSP，然后是两突触IPSP。同样，皮质刺激在TCN中记录了大的EPSP和随后的IPSP。为了研究来自小脑和大脑的IPSP的起源，从丘脑网状核细胞（TRN）进行了细胞内记录，TRN从小脑和单次突触兴奋性输入中收到双突触兴奋性输入。大脑刺激产生的EPSP有两种类型，小脑输入的撞击实验的结果表明，早期EPSP是通过丘脑TCN细胞的轴突分支介导的。将脑刺激分类为至少两种类型时发生的IPSP。由于早期的IPSP具有与大脑产生的单突触EPSP相同的潜伏期，因此它被解释为不是介导皮层丘脑细胞，而是通过TCN的侧向分支激发TRN，而TRN则在TCN上施加了抑制作用。 The intervening cells within the thalamic VL nucleus receive monosynaptic excitatory inputs from cerebellar nuclei cells and cortical thalamic cells of the cerebellar and inhibit the TCN, and it was revealed that the TRN of the thalamic reticoid nucleus receives bisynaptic excitatory inputs from the cerebellum through the side branch of the TCN of the丘脑VL核和来自皮质丘脑细胞的脑突触兴奋性输入，抑制了VL核的TCN。因此，据估计，从皮质到丘脑的兴奋性和抑制性输入在小脑 - thalamus-脑投影系统的空间聚焦或转移活性区域中起着重要的功能作用。