第6章.脳幹網様体(Reticular formation)

要約:慶應義塾大学解剖学教室 川村光毅

網様体と上行性賦活系
網様体の解剖
網様体の繊維結合
上行性投射
求心性繊維(reticular formationへ)
網様体の構成
縫線核
下行性の遠心性繊維(縫線核からの)
青斑核
遠心性結合
中心灰白質
網様体の機能的側面

 脳幹網様体は古典的神経解剖学者によりCNSの中の1つの分離された部分として認められた。世紀の変わり目にreticular formationの結合が大筋として知られ、その機能に関する仮説が打ち出された(勇敢にも)。しかしながら、形態学者も、生理学者も、臨床家も今世紀前半の間それ程注目しなかった。今や古典となったMoruzziとMagounによる“脳幹網様体と脳波の活動”が1949年に出版されて以後、この情説は全く一変した。その主たる理由は、網様体が、われわれが意識と呼ぶなどを秘めた機能の維持に関与している如く思えたからである。それにつづいて、生理学的研究はMoruzziとMagounのこの最初の観察を確認し更におしすすめた(Rossi と Zanchetti, 1957の総説をみよ)

網様体と上行性賦活系

 Chloralosaneで麻酔されたネコで脳幹を電気的に高頻度の刺激を与えると、脳波上の高震幅除波(註:睡眠パタン)の同期性発射が低振幅速波活動(註:覚醒パタン)に置き替えられる。これはヒト脳波でみられるリラックスしたぬむたげな(drowsy)状態から中位をむけた覚醒した状態(alert)への移行に見られる相当する変化に大変よく似ている。これらの変化は一般に脱同期生(desynchronization)賦活(activation)又は覚醒反応(arousal reaction)と呼ばれる。これらは前皮質に広範に起こり。“広帆性視床(投射)系”(diffuse thalamic system, H.H. Jasper)を介すると考えられている(第2章で言及したがこの章でも後で考察する)。これらの変化は、内側の延髄reticular formation,橋および中脳の被蓋それに背側視床下部、および視床下核(subthalamus)の刺激で起こる。同様の変化が脊髄神経、三叉神経、内臓神経(?, splanchnic), 遊走神経、聴神経、他の脳神経の自然又は電気刺激によっても惹起される。(文献についてはRossi と Zanchetti, 1957)。これらの経路によりreticular formationにはってくる刺激は、potentialsが記録される。大脳を電気的に又はストリヒニンにより刺激すると、同様に、reticular formationにpotentialsを与える。且つ、又、睡眠の中の“下位離断脳encephale isole”ネコ(脊髄が他の脳部分から分離されたネコ:延髄・脊髄間切断ネコ−“註”Bremer, 1937)においてEEG arousal脳波上の覚醒パタンを引き起こすことがある。室頂核刺激はreticular formationを介して皮質電位に影響を及ぼす。脳幹で“特殊感覚路”を切断した後(内側毛帯と脊髄視床路切)、神経やreticular formationの刺激で脳波の賦活がなおも得られる。しかしながら、脳幹の中心部を破壊してしまうと、行動上催眠状態となり、皮質電位は同期性synchronyとなる。そして、中心部が正常の時は有効であった刺激でによっても賦活かは得られなくなる。同様の結果でサルでも(French, von Amerongen と Magoun, 1952)。これら及び他の観察から、“上行性網様系”(ascending reticular system”が脳幹にあると結論された。この概念は更に研究されてelaborateされた(きめこまかくされた)。この系はtonically active(持続性or緊張性に活動化する)活動レベルは求心インパルスの量、humoralの物質、アドレナリン、CO2に依存し、系の活動は脳波に反映し、完全な覚醒と集中からうとうと〜睡眠に至るさまいな種の意識レベルを決定すると考えられた。この系は“特殊”“感覚系”と対照的に、全く広帆に構成されていると考えれた。上行性賦活系の構造上の基板は、脳幹のreticular formation“非特殊性”視床核(前者から後者への上行性結合を含み)又更に視床から皮質への投射である。この上行性伝達の生理学的観察により一連の短い軸索をもった細胞short-axoned cellsから成るとされた。更に、この系の賦活は第一義的に特殊感覚路からの“側枝によるひろがり”(collateral spread)により起こると結論された。

 “賦活系、activating system”が脳幹に存在することは確立され、この発見が脳の重要な機能を大幅に理解せしめたが、以後のこの系の解剖学的基盤に関する修飾が起こって来た。MoruzziとMagoun(1942)はこの点、彼らの結論は、解剖学知見が少ないが故に彼らの結論は一時的tentative也と明白に述べている。後年この原著名の断言(ことわり)−保留−が無視された。著者らが”reticular網様体”ということばを命名(ascending reticular system註)に含めたことは(不幸)まずかった。これは形態学上の言葉であり生理学的知見が、形態学に定められた網様体よりも吻側に広げてしまったことは明白である。視床の一部は賦活のメカニズムに関与し、昔のanatomistにより網様核と名づけられたとしても、之をreticular formationとは正当には含めることは出来ぬ。命名するにあたって明白さが欠けていた為に大きな混乱が起こった。賦活系の同義語として網様系ということばをしばしば用いられているが、これは只事態を混乱におとしいれるだけである。”activating system”は機能的概念であり、”reticular formation”は形態学的概念である。ことは明白にすべきである。この理由で、この教科書でMoruzziとMagounの概念を云々する際には”reticular”という言葉は用いない。“上行性ascending”という言葉を残しておくこともまずい(誤解を招く)なぜなら、上行性賦活に関連する領域は相応する活動を脊髄にも為すからである。“賦活系”について語るとき“脳幹の”という言葉を省いた方がよい。脳幹という術語は異なって使用されるからである。一般の使用に賛同してここでは、肉眼的意味に取り、延髄、橋、中脳を含んでここでは使用しよう。網様体の構造を結合について説明した後に、われわれは、その機能と賦活系の主題に立ち戻ろう。

網様体の解剖

 脳のある部位がいわゆる網様構造を呈しそのために“網様体”といわれることがあったとしても、例えば脊髄の如き、ここでは脳幹の網様体を取り扱う。上に述べた境界を定め(定義)に従って、Medulla, ponsとmesencephalonをいうことになる。系統発生的に脳の古い部分、昔の解剖学者により名付けられた。その特徴は、構造上、すべての方向に走るたくさんの繊維群により分離されている種々の型と大きさの細胞の散在性の集団(diffuse aggregations of cells)からできている。境界のはっきりした細胞群、赤核、上オリーブ核、脳神経核は、含まれない。かなり輪郭のとれた核Nrl(nucleus of the lateral funiculusともいう)、Nrt(Bechterew)は構造上reticular formationに属するが、一般にreticular formationといったときには除かれる。これらの核は(paramedian reticular nucleusと共に)reticular formationの残りと異なり、小脳に投射するので正当な理由となろう。これは5章で述べたが、かくして他の機能的にもことなる。

 縫線核raphe、網様構造にも関わらず特別名称、故に含有せず。

 以下reticular formationはNrt, Nrl, Nrmを除く中脳−橋−延髄の網様構造を呈する域とする大雑把に脳幹の中心部、末梢に長神経束(medial longitudinal fasciculus, medial lemniscus, spinothalamic tract)と接す。

 Meessen と Olszewski (1949) ウサギ (細胞群に分ける)

 Olszewski と Baxter (1954) ヒト

 Brodal (1959) ネコ

 Valverde (1962) ラット

 Petrovicky (1966) モルモット

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FIG. 6-1 Semischematic representation of part of a Nissl-stained section through the human brainstem at a low pontine level. The facial nucleus (N. VII), the rostral part of the spinal trigeminal nucleus nucleus (Sp. V.o), parts of the vestibular nuclei (VIII.l and VIII.m), the nucleus praepositus (Prp), the medial longitudinal fasciculus (F.lo.m), and the medial lemniscus (Le.m) surround the reticular formation. Within this three subdivisions can be separated at this level, the nuclei gigantocellularis (Gc), pontis caudalis (Po.c), and parvicellularis (Pc). From Olszewski and Baxter (1954).

図6−1 ヒトreticular formation Olszewski と Baxter (1954)

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FIG. 6-2 A cytoarchitectonic map of the reticular formation of the cat. In a series of transverse sections are plotted the various cell groups and their composition of small, medium-sized, and large cells. some abbreviations: Coe.: nucleus subcoeruleus; F.l.m.: medial longitudinal fasciculus; N.c.e.: exxternal cuneate nucleus; N.f.c.: nucleus cuneatus; N.f.g.: nucleus gracilis; N.r.: red nucleus; N.r.t.: nucleus reticularis tegmenti pontis; N.tr.sp.V: spinal nucleus of trigeminal nerve; P.: pontine nuclei; P.g.: periaqueductal gray; R.gc.: nucleus reticularis gigantocellularis; R.I.: lateral reticular nucleus (nucleus of lateral funiculus); R.mes.: reticular formation of the mesencephalon; R.n.: nuclei of the raphe; R.pc.: nucleus reticularis parvicellularis; R.v.: nucleus reticularis ventralis. From Brodal (1957).

図6−2 ネコreticular formation Brodal (1975)

大細胞がreticular formation内側(約内側2/3)にある。小、中と混じて、

外側1/3は小細胞のみ。

また大細胞はあるレベルに特にみられる(図6−4をみよ)

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FIG. 6-4 The distribution of cells of the reticular formation sending long axons to the spinal cord (right) and of cells having long axons ascending beyond the mesencephalon (left) is mapped in parasagittal sections of the cat's brainstem. Large dots indicate giant cells. Note that, although both types of fibers take origin from paracctically the entire longitudinal extent of the reticular formation, they both have their maximal regions of origin. In spite of some overlapping, these maximal regions are different. The arrows to the right of each drawing indicate that the pontine reticulospinal fibers descend homolaterally, while all other contingents are crossed as well as uncrossed. From Brodal (1956).

R.gc. gigantocellularis (延髄)

R.p.c. pontis caudalis →R.p.o.暫時移行(巨大細胞を欠く)

Golgi研究

 Scheibel と Scheibel (1958)

 Leontovich と Zhukova (1963) “すべてaxonsは前後方向に多少走る如し”

 典型的なGolgi II細胞なし (短軸索、多枝、介在ニューロン又は連合細胞の原型prototype)

 ラットでValverde (1961b)は外側の小細胞性領域に極めて少数のGolgi II型をみる。

 すべての長軸索よりいくつかの側枝を出し、分子パタン一様ならざる如し、樹状突起は通常長く放射状にひろがる。いわゆるisodendritic型(Ramon-moliner と Nauta, 1966; 他)。ほとんどが、脳幹の長軸に対して垂直面にdendriteがひろがることは特徴的である。脳幹正中部に神経細胞周囲−raphe nuclei (縫線核)

 区分−Taber, Brodal と Walberg (1960)

 細胞の型及び他のいくつかの点で縫線核は網様体に似る。

 PPRF(paramedian pontine reticular formation)

 reticular formationの背部にある特定の散在性に区分される領域で水平視horizontal gazeのコントロールに関連(7章のg.参照)

“the reticular core of the brainstem”

 reticular formationと若干の他の細胞群をまとめて命名として若干の研究者はこの名称の使用を好む(討論についてはScheibel 1980)をみよ。

網様体の繊維結合

 遠心性繊維:脊髄、視床、および脳幹内及びより吻側の他の諸核へ。

 reticulospinal tracts (4章. p.205).

 図6-4. 主に2つの域(pons(→主に同側性) と medulla(→両側性)), 内側2/3 of reticular formation小と大細胞。脊髄の運動ニューロンとはシナプス結合をせずにVI-VIIIに終わる。

上行性投射

 下行性と同じく選択的起始部位(2つ)がある。内2/3から1つは延髄、他は橋下部−延髄上部(2つの巨大細胞は上行せず(下行繊維のみ出す)脊髄への影響のみ)。両側性(図6-4)(Brodal と Rossi, 1955)(又Golgi と Nauta法で)上述の域の少なくとも1/3の細胞は中脳より前方にaxonを出す如し。加え、中脳reticular formationよりも上行繊維あり(Nauta と Kuypers, 1958)。可成りの上行繊維が、若干の“非特殊核”に終わる(cp. 6-12図、430頁)しかし上行繊維の終止に関してはopen question也。中脳reticular formation→視床下部、preoptic area, 内側中隔核、更に尾状核やレンズ核、この中脳からの繊維は視床を貫通せずその腹側を通る。この興味ある点は後述する。以上の所見は鍍銀法で大体確かめられた(Lynch et al., 1973)(又、Bowsher, 1975)橋reticular formation以下の傷は繊維では繊維は視床下核を超えて吻側へ行かない。それよりも吻側の傷では、若干の繊維がe.g.尾状核、前頭葉にさえも追跡し得る。

reticular formation上行繊維の少なくも若干のものはコリン作動性(Shute と Lewis, 1967)又、2つの豊富なノルアドレナリン性の上行投射あり(脳幹reticular formationから)(Fuxe,ら、1970)このコリン性をノルアドレナリン性は上行賦活系の一部と考えられる。

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Fig. 6-12 Drawings of transverse sections through the thalamus of the macaque monkey, showing the arrangement and subdivisions of the "nonspefic" thalamic nuclei. The reticular nucleus is indicated by dots, thie intralaminar and midline nuclei by horizontal hatchings. The section to the left is placed most rostrally. Some abbreviations: Ci: internal capsule; Cif: nucleus centralis lateralis; CM: centromedian nucleus; Cs: nucleus centralis superior; Csl: nucleus centralis lateralis; CM: centromedian nucleus; Cs: nucleus centralis superior; Csl: nucleus centralis superior laateralis; GLd: nucleus geniculatus dorsalis; LP: nucleus lateralis posterior: MD: dorsomedial nucleus; Pa: nucleus paraventricularis; Pf: nucleus parafascicularis; R: nucleus reticularis; Re: nucleus reuniens; Sf.mc: nucleus subfascicularis pars magnocellularis; Sm: stria medullaris; SN:: substantia nigra; St: stria terminalis; THI: tractus habenulointerpeduncularis; VLc: nucleus ventralis lateralis, pars caudalis; VPl: nucleus ventralis inferior; VPLo: nucleus ventralis posterior lateralis, pars oralis; VPM: nucleus ventralis posterior medialis; VPMpc: nucleus ventralis posterior medialis, pars parvocellularis. From Olszewski (1952).

長い上行、及び下行投射の解剖学的特徴

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FIG. 6-5 Drawing of a sagittal Golgi section from the brainstem of a 2-day-old rat, showing a single large cell in the magnocellular nucleus. It emits an axon which bifurcates into an ascending and a descending branch. The latter gives off collaterals to the adjacent reticular formation (N.gc., nucleus reticularis gigantocellularis), to the nucleus gracilis (N.g.), and to the ventral horn in the spinal cord. The ascending branch gives off collaterals to the reticular formation and the periaqueductal gray (P.g.); it then appears to supply several thalamic nuclei (Pf. & Pc.; parafascicularis and paracentralis; Re: reuniens, and others), the hypothalamus (H), and the soccalled zona incerta (Z). MD: dorsomedial thalamic nucleus. From Scheibel and Scheibel (1958).

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FIG. 6-6 Diagram illustrating two anatomical features which make possible a close correlation of caudally and rostrally directed influences of the reticular formation. To the right a simplified drawing of a typical cell in the medial reticular formation. Its axon gives off a long ascending and a long descending branch provided with collaterals (cf. Fig.6-3). To the left a diagram showing how cells gibeing off ascending and descending axonsm, respectively, may influence each other by way of collaterals. From Brodal (1964).

  1. 可成りの細胞が長い2分されて、1方が視床、他方が脊髄に至る長い軸索。(図6−5,6)(マウス・ラット)生理学的にも同定さる(Magni と Willis, 1963).
  2. 上行投射ニューロンは下行投射ニューロンよりも大筋でより尾方に位置する。(重複あるが)

 下行、上行インパルス互いに影響をおよぼす(図6−6)(左)。非常に密接なintegrationがある。

 側枝が、脳神経核(すべての)に−知と運と− 後索核にも側枝行く如し。reticular formation → 前庭神経核へも(Hoddevik, Brodal と Walberg, 1975).主としてR,gc.中脳reticular formationからない。

求心性繊維 (reticular formationへ)

 脊髄から多数、これは直接の脊髄網様体繊維入力で前側索を脊髄視床路に混じて上行する。内側毛帯の側枝は証明できずこの二次知覚繊維によりactivateされるものは少ない脊髄視床路の側枝もさして重要でない脳幹では背内側方向に分かれ、終末枝と側枝をreticular formation細胞の大多数のdendritesと同じ面、脳幹長軸に垂直に出す。両側性、内側2/3、ネコで、R.gc, R.p.c.−R.p.o.の2域に多く終わる(Rossi, Brodal, 1957)。このareasは大体、長上行性繊維の起始領域に相当する。このことはreticular formationを介して脊髄から視床への直接的経路があることを示している。又、nucleus subcaeruleusにも多く終わるという。reticular formationに入る脳神経知覚繊維のインパルスについてはよく知られてなく少ないようだ(第一次知覚繊維)。第二次知覚繊維は、しかしながら、その側枝をreticular formationに出すことがGolgiで示さる。三叉神経脊髄路核から、前庭神経核から然り。前庭(第二次)網様体繊維は比較的特殊なパタンあり(Lapdli と Brodal, 1968)。4つの主核より出ず。しかし分布域は異なる。主はR.gc.とRpc.(PPRF)−水平性眼球運動にとりneural substrate(7章)。上行性acoustic路も側枝、視覚性impulses上丘→reticular formation 上丘からも来る。

 嗅覚性インパルスはよくは判らぬが可能な路がGuillery 1956, 1957; Nauta 1956, 1958により挙ぐ。

 前章で述べたが小脳からの繊維がある。特に室頂核から、内側2/3、特に延髄reticular formation(Walberg, Pompeiano, Westrum, と Hauglie-Hanssen 1962)この繊維は前方投射域、を共に供給する。

“Higher level”からは

 外側視床下部(Nauta, 1958,および11章)

 淡蒼球(Johnson と Clemente 1959; Nauta と Mehler, 1966)  主に中脳に終わる。

 上丘から、2つのmaximum termination area皮質reticular formation繊維の主たる終止域に一致する。網様体脊髄繊維を出すと同定された若干のニューロンを含めて、多くのニューロン

 上丘刺激で単シナプス性に興奮する(Udo と Mano, 1970; Petersonら1974)

 皮質網様体繊維(視蓋網様体よりもimpressive)

 2-6 msecの短潜時反応、(Hugelin et al., 1953)主に知覚運動野から、皮質脊髄路と共に下行し脳幹で経過中これを離れreticular formationに。(皮質網様体繊維のあるものは皮質脊髄路の側枝からも)。一様に密に終わるのでなく2域R.gcとRp.c.-Rp.o. (Rossi と Brodal, 1956a).他の動物でも同様lateral parvicellular reticular formationへも(弱い投射あり:サル・ラット)中脳reticular formationへも(Szentagothai と Rejkovits, 1958; Pearce, 1960; Valverde, 1962).

 黒質からも(網様部)→中脳、橋、延髄レベルのreticular formationへ(Rinvik, Grofova と Ottersen, 1976; Jayaraman, Batton と Carpenter, 1977).他には縫線核からも投射がある。

網様体の構成

 今まで見て来た処、繊維結合からreticular formationはdiffuse散漫に構成されているのではないことがわかる。いくつかの主たる求心繊維の終末部とか長遠心性繊維の起始部とかは主なる部位がかなりハッキリと決まっておる。これら終止部起始部とかは特定核群にキッカリと対応している訳ではないけれども。又、reticular formationの内側2/3と外側1/3域とでは注目すべき差異がみられる。外側1/3は小細胞のみで上行繊維にしても下行繊維にしても軸索は比較的短い。内側2/3だけが多くの大型細胞を含み、可成りの数の上行及び下行繊維を出している。従って、reticular formationのeffector機能と呼ぶものは、主として、その内側2/3によって介されており、一方外側1/3は細胞内側に伸びたaxonsにより、大部分前者(内側2/3)に影響を与えるように思われる。特にreticular formationの外側部はしばしばlooselyに連合の領域といわれるところの機能を行うということはありそうな仮説である。内側2/3域には、更に、不完全ではあるが、レベル間に分割がみられ(segregation)。あるレベルは主たる影響を脊髄に与え、他のレベルは脳のもつと前方にactする(6−4図をみよ)。これらのreticular formationの形態学上の構成は、reticular formationは機能上一つの散漫性に構成された単位entityであるとする仮説に強く反論となる。

 細胞構築や繊維結合の研究だけでは一部的でGolgi所見も重要。樹状突起パタンと軸索の分子などGolgi研究で明らかにされる特徴がある。reticular formationの典型的細胞は可成り長い樹状突起をもっており、Golgi標本で、細胞の”dendritic fields”がいかに重複しているか顕著に見られる。更に異なる種々の求心系に属する繊維の側枝が広い範囲に互り重複していることを見ることができる。Scheibel と Scheibel (1958)により強調された通り、この(重複etc.)は内側部(reticular formation) で優勢にみられる。そしてここから長い上行及び下行投射繊維が起こるのである。軸索分岐のこの重複は“特定入力がいかに保たれるかをみることをむづかしくされている”(Scheibel と Scheibel, 1958, p.34)。

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FIG. 6-3 A drawing of a Golgi-impregnated parasagittal sectioon through the lower brainstem of a young rat, illustrating the orientation of the dendrites of cells in the reticular formation in planes perpendicular to the long axis of the brainstem. Collaterals of axons descending in the pyramid (Pyr.) take off in the same plane as do also the collaterals of a long axon (a) of a reticular cell. (Note different organization of the dendrites in the hypoglossal nucleus, XII.) Ol.i.: inferior olive; P: pons; R.gc.: nucleus reticularis gigantocellularis. The inset at the lower left shows how the reticular formation may be considered a series of neuropil segments (cf. test). From Scheibel and Scheibel (1958).

 Reticular formationは散漫性に構成されているといいいう印象を与える。多くの所でreticular formationの細胞のdendriteが近辺の核に拡がる。逆も然り。すべての脳神経核⇔reticular formation, collateralsをGolgi II欠く、(大多数の細胞脳幹の長軸に沿って軸索をのばす。Scheibel (1958)(p.42)reticular formationの内部結合について興味ある認識を示した。“むしろ、脳幹の微細構造は以下の如くなるべし即ち、適正なる生理学的条件下では、一つのインパルスパタンは、諸要素の相互結合が広帆なるが故に、いかなる考え得るうる経路ともreticular formation内に恐らく記し得よう”しかしながらGolgiと実験所見から彼らは興味ある特徴に注目した。reticular formationは6-3図に例示した如く一連の分節より成る如し、構成の原則は同じでも、各“分節”の機能は異なるであろう@上行性細胞、下行精細胞の別がレベルにより異なる。A求心繊維レベルにより異なる。reticular formation求心繊維の主たる分布域についての研究から

 従って、皮質、小脳(室視核から)上丘、前庭インプットは最も一番に(それだけではないにしても)脊髄のreticular controlに影響をおよぼしていると考えることができる。

 生理学的データ 一致する。

 種々の源からの知覚情報はreticular formation全体に到達するようにみえるためにreticular formationへの求心性インプットはdiffuseであると一致に云われるが厳密には正しくない。Scheibel, Scheibel, Mollica, Moruzzi (1955). Reticular formationのunits上に求心インパルスの広範なconvergenceがあったとしてもこのconvergenceはnot unlimitedだ。

微小電極法を用いた研究

 細胞レベルでのreticular formationの機能についての知識が望まれるが、他の所見が臨床にとっては直接の関連となる。この問題に入る前に厳密な意味でreticular formationにむしろ密接に関連している3つの小域縫線核、中心灰白質、青斑核について考察することが適正だろう。

縫線核

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FIG. 6-8 The raphe nuclei of the cat, as seen in four equally spaced horizontal sections through the brainstem, to the right as projected on a midsagittal section. The eight nuclei distinguished differ with regard to cell types and cell density (roughly indicated by differences in size and density of dots in the drawings).Some abbreviations: B.c: brachium conjunctivum; C.s.: nucleuis centralis superior; lp.: nucleus interpeduncularis; L.i. and L.r.: nucleus linearis intermedius and rostralis; P: Pons; R.d.: nucleus raphe dorsalis; R.m.: nucleus raphe magnus; R.o.: nucleus raphe obscurus; R.p.: nucleus raphe pontis; R.pa.: nucleus raphe pallidus; T: trapezoid body. From Taber, Brodal, And Walberg (1960).

 399頁でふれたが、細胞構築上区別されるいくつかのminor細胞群から成っている。比較的せまい多少とも連続している延髄下端から中脳前部まで脳幹の正中部に沿ってひろがっている(raphe = seam縫目)細胞周囲である。種々の亜核群は互いにあるレベルで融合し、どこでもreticular formationとはっきり境界づけされている訳ではない。6-8図はネコ水平断切片の主たる局在を示す図。全部で8つの核が区別、尾方から前方に

 the nucleus raphe obscurus (R.o.)

 nucleus raphe pallidus (R.pa.)

 nucleus raphe magnus (R.m.)

 nucleus raphe pontis (R.p.)

 nucleus centralis superior (C.s.)

 nucleus raphe dorsalis (R.d.)

 nuclei linearis intermedius (L.i.)

 nuclei linearis rostralis (L.r.)

cp. Taber, Brodal, と Walberg (1986)他の動物、ヒト、他研究者のもの、細点除き、一致、

 解剖学的構成と結合に関して、縫線核はmain reticular formationといくつかの類似点を示す。種々のraphe nucleiはある程度特別の単位であろう。

 縫線核(特にR.d.とC.s.)はセロトニン(5-HT)含有細胞を含む脳の主要部分をなるべし

 (Dohlstom と Fuxe, 1964; Bjorklund, Falck と Stenevi, 1971)縫線核の遠心性結合(efferents)(6-9図をみよ)Brodal, Taber と Walberg (1960) (modified Gudden法)ネコ

 後年 鍍銀法、ARG法、上行性遠心路は豊富で非常に広汎であることが確証された。

 ラット(Conrad, Leonard とPfaff, 1974) ネコ(Taber, FooteとHobson, 1976; Bobillierら、1976)。終止(or供給する)部位として(上行性)

中脳のいくつかの細胞群(e.g.中心灰白質)

視床下部の核

髄板内核および他の核(視床)

小脳

扁桃体の一部(あるもの)

海馬形成のあるもの

中隔

尾状核、被殻

大脳皮質さえ:特に前頭葉

 Falck-Hillarp法で大体として上記域にセロトニン繊維分布(Fuxe, Hokfelt と Ungerstedt, 1970)。すべての遠心繊維がセロトニン作動性でないかもしれぬ。特にraphe dorsalis (R.d.) と centralis superior (C.s.)からとくにR.d.から起こる。前頭葉にもいく(Lorens と Guldberg, 1974).他にraphe efferentsの特別な目標として大脳の脳室壁

 上衣細胞ependymal cellsの表面のciliaとmicrovilliに繊維。細かいvaricoseの神経繊維セロトニン含む。(Falck-Hillarp法)。←rostral raphe nucleiから、

下行性の遠心性繊維(縫線核からの)

 上行性よりも量的に多くない。ARG法で、橋・延髄のreticular formation,脳神経核、小脳、脊髄へ少し、etc.

HRP法で

 尾状核と被殻 ←主にR.d. (Nauta, Pritz, と Lasek, 1974; Millerら, 1975)

 海馬 ←主にC.s.とR.d. (Segal と Landis 1974a; Pasquier と Reinoso-Suarez 1977)

 青斑核 ←主にR.p.とR.d. (Sakaiら、1977)

 VI小葉、VII小葉←raphes (Shinnar, Maciewicz と Shofer, 1975)

 Crus II. ←主にR.p.とR.o. (Taber, Hoddevik と Walberg, 1977).

 脊髄I, II, V層←主にR.m.とR.pa.

 多くの縫線核脊髄繊維が中間外側細胞柱(intermediolateral all column)に終わり、交感神経節前繊維に単シナプス性抑制作用をする。(Cabot, Wild と Cohen, 1979)

 raphe afferents求心性結合も同様に特定パタンあるが如くなるものその様よく知られてない。鍍銀法を用いてBrodal, Walberg, Taber (1960)は、脊髄、小脳、大脳皮質からの求心繊維が小量あり、縫線核亜核中4亜核のみを供給することを見い出した。(その分布パタンは3つの源からで多少異なる)。脊髄遠心繊維の主源であるnucleus raphe magnus (R.m.)はすべてからの最も重要な終止目的であるように思われる。小脳へ投射するraphe pontis (R.p.)が、小脳からの主たる求心性入力を受けている(小脳からはR.m.へも行くが)ことは意義があろう(B.W. Taber, 1960; Miller と Strominger, 1977)。更に注目すべきは、raphe dorsalis (R.d.)は脊髄、大脳皮質、小脳からの直接の投射は殆ど受けていないこと也。縫線核への主たる入力は恐らくこれら前述以外の部位から来る。いくつからの領域からの求心繊維が記述された。即ち、中隔核、外側preoptic域、外側視床下部、手綱核、前頭前野、しかし特定のどの部位に終わるかはいつも記されてない。しかしながら

Edwards (1975) ARG. 中脳reticular formation→R.m., R.d.

Usunoffら(1975) 尾状核→R.m.

Chu と Bloom(1974) 青斑核→R.d., R.p., R.m. C.s.

他に

弧束核→R.d.のみ

中隔核→R.d.と・・・

  1. s.→R.d.

 同様にこれらの縫線核とreticular formation及び脳幹にあるいくつかの小核との間に豊富な結合がある。Scheibel, Tomiyasu と Scheibel (1975)

 Golgi法、R.p., L.r.で調べ、ニューロンが腹背方向に走る血管に沿って集団を作っていることを見た。ニューロンの樹状突起、棘(-)、推測するに縫線ニューロンは血液中をながれる物質に対するchemosensor(化学受容)として作用し、例えば睡眠−覚醒リズムに関連あるかもしれない。

 minor units間では大きな差違があるにも不拘き、縫線核複合体は、大きく云って、一つの(単位)本位entity; something with objective reality; an obstruction or arche-typal conceptionのように思われる。これは、広範な遠心繊維投射によって広範な脳の領域に明らかに影響を及ぼす。図6-9に簡単に示してこれを示す。上行性セロトニン系を、核破壊して行動研究(ratが主)。運動活動が増強、不眠症、反応性亢進、攻画性etc.…

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FIG. 6-9 A highly simplified diagram of the main efferent connections of the raphe nuclei. While many connections appear to come from more than one raphe nucleus, only the main nucleus of origin is indicated for each fiber contingent. For abbreviations of the raphe nuclei, see legend to Fig. 6-8 (cf. text).

青斑核 nucleus locus coeruleus

 昔、細胞の強い色素沈着の故に注目(しばしばnucleus pigmentosus pontisと呼ばれる)。すべての哺乳類にある如し、第四脳室の前部の床の近くにある。三叉神経主知覚核のやや前方から尾端が始まり、前方に三叉神経中脳路核の腹方と(一部細胞が混じながら)のびている。青斑核は主に中型ニューロンから構成されており、細胞質にやや粗なメラニン顆粒をもつ。加え、小型のニューロン(通常メラニンを含まず)がみられる。青斑下核nucleus subcaeruleusは、青斑核の腹外側にみられるやや散在性の細胞群をさす名称である。ノルアドレナリンに富む脳幹の域に属する。1964年にDahlstromとFuxeはラットでかかる細胞群を12, A-1〜A-12と名付けた。ノルアドレン(ノルエピネフリン)Falck-Hillarp法で緑の蛍光。A6が青斑核に相当する。noradrenergic neuronsを多く含むネコ、サル、恐らくヒトも、しかしながら、中止すべきはNA細胞の位置はネコでもサルでも青斑核の領域に厳密に相当するのではなく。例えば青斑下核や結合腕付近にまでひろがる。動物種により差違あり。

遠心性結合

 非常に広帆、組織蛍光法(正常標本及び青斑核又は遠心路破壊後に繊維を追跡)と化学的分析との相関とから、2つの主たる上行性NA神経路が定められた。背側の経路は、好んで、全大脳皮質、海馬、扁桃体を支配する。そして視床中継核thalamic relay nucleiにたくさんの側枝を出す。腹側又は中間の経路は、視床下部を支配する。他の繊維は上小脳脚を通り、小脳へ行く(Olson と Fuxe, 1971,他)。それから尾方への投射は網様体を含めて下部脳幹に行く(Olson と Fuxe, 1972)。1個のノルアドレナリン性脂肪が分岐により、全大脳皮質を供給し得る(Olson と Fuxe, 1971; Maeda と Shimizu, 1972)。終末枝はたいへん細く。varicositiesが密。他にHRPなど、ARG.…

両側性に広範な大脳皮質へ

同側性に前索を通り、腰髄まで、

縫線核へも行く。

求心性結合。……少ししか判っていなし……

視床下部(ここに少しNA細胞を含む)からウサギ青斑核へ(永野と中村1970)EM.

帯状回からも投射あり Domesick (1969)

小脳から Snider (1975)

縫線核(特にR.p., R.d.)から Sakaiら(1977)

黒質から Sakaiら(1977)

扁桃核から Hopkins と Holstege (1978)

 青斑核と付近の域は、縫線核同様に、非常に広範な遠心系、ほとんどすべてのCNSへ。分岐が激しい。ラットで全体の1400ヶと数が制限(Swanson, 1976)。仮定として、賦活系の大切な部分ならん。且、たとえば、皮質の覚醒cortical arousal, 逆説睡眠paradoxical sleepへの導入(Jouvet 1972をみよ)末梢性血管に対する圧・反応をmediate調節する。(脊髄への投射と介して)(Ward と Gunn 1976)

中心灰白質

 Nissl標本で区別される所なるも生理・解剖上問題多し、比較的密な、主として小型の、細胞より成り。小部分に区分,内側、外側、背側(部)核(Hamilton と Skultety, 1970; Hamilton, 1973a).ヒトでのOlszewski と Baxter (1957)による示唆と一致。

(遠心路は)

内側から被蓋へ、前方へForel野、(VTA)へ、

背側核から同側の視蓋域、外側手綱核外側核から、後部視床下部、いくつかの視床核:下オリーブ核(Walberg, 1965, 1974a).

 研究は少ないが(求心繊維)も同側核、背側核と異なるが予測さる。(全体としてみると)帯状回から、前頭前野、海馬、中隔核、外側視床下部、脚間核から、他に脊髄、reticular formationから黒質、不確帯、視床網様核、視床下部(VM核)。

 生理学的には、怒り反応、食餌反応、膀胱トーヌスへの影響、痛みに関連、中心灰白質を電気刺激すると、侵害刺激に対する反応性が消失する。この効果は、痛みを伝える脊髄ニューロンに対する抑制(反応)actionによるものと一般に考えれている。中心灰白質から脊髄への直接投射はないようだし、縫線核とくにraphe magnus (R.m.)の刺激で鎮痛作用を引き起こすので、c.g.→R.F.→spinal cordと示唆される。

 中心灰白質は縫線核と共に、morphine-induced analgesiaと関連ありと推測されている。脳刺激による鎮痛とモルフィンによる鎮痛作用との間に類似があると云っても、両方のメカニズムに関しては多くの点でなお推測の域を出ない。

網様体の機能的側面

 多数の機能が網様体(reticular formation)により影響をうけることが知られている。事実、小脳の如く、脳の他の部分との相互結合を考えたとき、神経系によってコントロールされているほとんどすべての機能に対してreticular formationは重要なるものであろう。reticular formationの機能的役割のいくつかの側面をここで考察してみよう。上行性賦活系の概念については次節で述べる。ここでは、主としてreticular formationの“下行性”の作用すなわち、体性、内臓性特に脊髄メカニズムに対する影響について考えてみよう。

 往時より脳幹が、筋のトーン(緊張)、反射、呼吸、他の自律機能とくに心臓血管コントロールに必要なるある一部の部位を持つことが知られていた。中枢神経系の構成に関する一般的見解を軌を一として、40年ばかり前は、このような機能のコントロールに関与する特定の“中心center”を脳幹が持っていると推量されておった。reticular formationの特定部位を刺激又は破壊して運動活動、血圧、呼吸の↑や↓が実験的に調べられた。どのareaがというように。大筋でこの中心対(ペア)は空間的に一致する。たとえば、筋抑制−血管抑制−吸気−(たとえばTest-figure 17, Brodal, 1957をみよ)。

 後年になって以上は極端な簡単化なることを知る。−相互的に拮抗的センター域−統合されて起こる。変化も同時に起こる。Bach (1952)…reticular formation統合コントロールの複雑性 複雑豊富な相互結合をこのintegrationは要求する。瞬間々で変化する。ホルモン因子によっても影響されよう。とはいっても、このことはreticular formationの一定部位が他と違う何かの特定のある機能があるという可能性まで排除しているものではない。基本的には、脳領域間のすべてのcooperation協同は、直接、間接の相互結合に依存しているものだ。知識はしかしながら、断片的也。

 Magoun と Rhines (1946), Rhines と Magoun (1946).延髄reticular formationの腹内側部抑制性(myotatic reflex と muscle tone)…除脳動物における硬直した四肢が弛緩flaccidする上記の抑制野よりも外側部、および吻側の橋・中脳部視床の正中核および中心灰白質、視床下核、視床下部…促通域。

 形態学的にみて興味あるものはこのMagounの抑制域は、網様体脊髄繊維を出す延脊髄領野と可成りよく一致する。この領域を刺激すると、屈筋および伸展運動ニューロンにIPSPが記録さる。(たとえばJankowska, Lund, Lundberg, と Pompeiano, 1968をみよ)。

 促進効果に関してはもっと複雑なもの。

最終更新日:2002/09/13

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