大脳皮質―大脳基底核連関の構造と機能を探る

探索大脑皮层-基底节连接的结构和功能

基本信息

批准号：
14017110
负责人：
南部篤
金额：
$ 4.03万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

大脳基底核は大脳皮質、特に前頭葉との間でループ回路を形成し、運動の発現や制御に関与していると考えられているが、その詳細に関しては不明である。大脳基底核の入力部から出力部に到る経路には、線条体ニューロンが淡蒼球内節に単シナプス性に投射する経路(直接路)、線条体ニューロンが淡蒼球外節と視床下核を経由して多シナプス性に淡蒼球内節に至る経路(間接路)、大脳皮質から視床下核への直接投射を介する経路(ハイパー直接路)などが存在すると考えられる。これらの大脳基底核を巡る神経回路に関して以下のことを明らかにした。(1)大脳皮質から線条体への入力様式を生理学的に検討したところ、一次運動野と補足運動野からの入力情報の一部は、被殻において単一ニューロンレベルで収束していることがわかった。さらに線条体のなかで補足運動野から入力を受ける領域と、一次運動野から入力を受ける領域から、淡蒼球への投射様式について検討したところ、これらの領域からの投射は、淡蒼球では完全に分かれていた。すなわち、大脳皮質一次運動野と補足運動野からの入力情報の一部は、被殻において収束、統合されているが、被殻から淡蒼球への投射においては並列処理が行われていることになる。(2)大脳皮質を電気刺激し、淡蒼球でニューロン活動を記録すると、早い興奮、抑制、遅い興奮という反応パターンを示す。このうち、早い興奮はハイパー直接路を、抑制は直接路を、遅い興奮は間接路を経由するものであることが明らかになってきた。このうちハイパー直接路が、強くかつ早い興奮作用を淡蒼球にもたらすことから、大脳基底核の機能を考える上において重要であることが示唆された。更に、ハイパー直接路や間接路が実際、どのように働いているか明らかにするために、淡蒼球ニューロンの感覚刺激に対する応答を、視床下核ブロック前後で比較してみたところ、反応性が著しく変化することがわかった。このことは、視床下核を巡るこのような経路が、実際の生理的な条件下でも働いていることを示唆している。

基底神经节与大脑皮层，特别是额叶形成环路，被认为参与运动的表达和控制，但细节尚不清楚。认为从基底神经节的输入到输出的路径包括纹状体神经元单突触投射到内部苍白球的路径(直接路径)和纹状体神经元投射到外部苍白球的路径。是通过丘脑底核将多突触连接到内部苍白球的路线（间接路线），以及涉及从大脑皮层直接投射到丘脑底核的路线（超直接路线）。我们澄清了有关这些基底神经节周围的神经回路的以下内容。（1）对从大脑皮层到纹状体的输入模式的生理学研究表明，来自初级运动皮层和辅助运动区的一些输入信息汇聚在壳核中的单个神经元的水平上。此外，我们研究了从纹状体中接收来自辅助运动区的输入的区域和接收来自初级运动皮层的输入的区域到苍白球的投影模式，它们是完全分开的。也就是说，来自大脑皮层初级运动区和辅助运动区的一些输入信息在壳核中汇聚、整合，但从壳核到苍白球的投射却发生并行处理。 (2)当大脑皮层受到电刺激并记录苍白球中的神经元活动时，表现出早期兴奋、抑制和晚期兴奋的反应模式。很明显，早期兴奋是通过超直接途径，抑制是通过直接途径，而缓慢兴奋是通过间接途径。其中，超直接通路对苍白球产生强烈而快速的兴奋作用，这表明在考虑基底神经节的功能时它很重要。此外，为了阐明超直接和间接通路实际上是如何工作的，我们比较了丘脑底核阻滞前后苍白球神经元对感觉刺激的反应，发现反应性明显升高。。这表明，即使在实际的生理条件下，涉及丘脑底核的这种通路也会发挥作用。