歩行および脊髄反射における左右肢の協調運動パタンを制御する神経機構の機能分化

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リズム形成回路網の左右結合に関わる脊髄交叉性ニューロンの局在胎生ラット脊髄摘出標本において左右の神経回路網の結合は前交連を通る軸索によって伝えられていることを確認した。次に胎生15.5-16.5日及び胎生20.5日において摘出した腰髄の断面の片側に脂溶性標識色素DiIの結晶を挿入し、反対側から投射している交叉性ニューロンを標識してその細胞体の位置を確認した。この結果、どちらの日齢ともこうしたニューロンの多くは脊髄腹側3分の2に分布しており、特に内測に細胞体が位置するものが多く染色された。脊髄交叉性ニューロンのカルシウム・イメージングラット腰髄摘出標本においてカルシウム感受性色素calcium-1 green AMを腰髄の面の片側面に注入し、反対側から投射している交叉性ニューロンを標識した。この標本を用いて前根から運動ニューロン群の膜電位活動を記録すると同時にカルシウム・イメージング法で腰髄の横断面の標識された細胞群の細胞内カルシウム濃度の変化を記録し、前根におけるリズム発射活動に一致した周期的な細胞内カルシウム濃度の上昇が多くの交叉性ニューロンに認められた。このことから、これらの交叉性ニューロンがリズム形成回路網の左右の結合を担っていることが示唆された。左右の結合におけるGABAA受容体を介したシナプス伝達の役割胎生15.5日の脊髄摘出標本にbicucullineを灌流投与したところ、左右の前根から記録される5HT誘発リズムは同期しなくなった。一方、胎生18.5日ではbicucullineおよびpicrotoxinの投与により左右の交代性のリズムが同期するようになった。これらの結果から、胎生期のリズム形成回路網の左右間の神経結合は主にGABAA受容体を介していることが示唆された。