「脳幹網様体賦活系」の版間の差分

DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年8月30日　原稿完成日：2013年月日<br>

　脳幹網様体賦活系とは[[覚醒]]状態を維持する脳内機序である。当初網様体内部のニューロンが覚醒をもたらすと考えられていたが、現在では（１）中脳橋被蓋に細胞体を持ち軸索を網様体経由で前脳に送るモノアミンおよびアセチルコリン作動性ニューロン群、（２）視床下部外側野から生じてそこで（１）に合流するヒスタミン、オレキシン、メラニン凝集ホルモンといった伝達物質を含むニューロン群、（３）前脳基底部から生じてそこで（１）（２）に合流するアセチルコリン作動性ニューロン群等が、覚醒や睡眠に関連してそれぞれ独特のパターンで活動しつつ、視床や大脳皮質のニューロンへの影響を通じて、覚醒状態を維持・調節する機構として考えられている。

　[[覚醒]]状態を維持する脳内機序について、MoruzziとMagounは1949年に[[脳幹]][[網様体]]の重要性を示し、上行性網様体賦活系（ascending reticular activating system; ARAS）の概念を提唱した。この概念は非常に有名になったが、その後の研究により、[[睡眠]]と覚醒に関連して活動する重要な[[ニューロン]]の[[細胞体]]の多くは網様体内部には位置しておらず、それらの[[軸索]]が網様体を通過するだけであったことが明らかにされた。それに伴って、専門の研究者は網様体賦活系という呼称よりも、[[上行性覚醒系]]（ascending arousal system）などの呼称を好むようになっている<ref>'''Posner JB, Saper CB, Schiff ND, Plum F'''<br>Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma, fourth edition. Oxford University Press, 2007<br>太田富雄監訳．プラムとポスナーの昏迷と昏睡<br>''メディカル・サイエンス・インターナショナル（東京）'':2010</ref>。しかし、睡眠と覚醒を制御する脳内機序は非常に複雑で、現在も研究の途上にあるため、一般には「網様体賦活系」という概念が過去のものとなるには至っていない。

　19世紀末より、意識の神経基盤を大脳半球に求める説と、それに対して上部脳幹や[[間脳]]尾部の重要性を主張する反論とが存在していた。しかし、覚醒と睡眠の神経基盤に関する重要な知見をもたらしたのは、[[wikipedia:ja:第一次大戦前後|第一次大戦前後]]に流行した[[嗜眠性脳炎]]患者に関する[[wikipedia:Constantin von Economo|Constantin von Economo]]の研究である。彼の報告によれば、覚醒の困難な大半の患者と、逆に睡眠の困難な少数の患者において、それぞれ異なる脳内部位に病変が見られた。その結果から彼は、覚醒の中枢は脳幹上部から[[中脳水道]]と[[第三脳室]]後部までの[[灰白質]]に、睡眠の中枢は[[視床下部]]吻側部に位置していると推測した。

　[[脚橋被蓋核]]および[[背外側被蓋核]]の[[アセチルコリン|コリン]]作動性ニューロンは、中脳の傍正中網様体を通って[[視床]]中継核、[[非特殊核]]、[[視床網様核|網様核]]に投射しており、覚醒時とREM睡眠時に最大頻度の活動を示す。

　[[視床網様核]]は他の視床核群を包み込むように広がっている[[GABA]]作動性ニューロンの集団であり、視床中継核に抑制性の投射を送っている。上記のコリン作動性入力は、覚醒時と[[REM睡眠]]時には視床網様核の抑制性ニューロンを過分極させて活動を抑制しており、この状態では視床中継核のニューロンは求心性入力に応じて発火して信号を伝達し、脳波は脱同期パターンを示す。[[Non-REM睡眠]]に入ると、コリン作動性入力による抑制が減弱するために視床網様核ニューロンの活動は亢進し、視床中継核にGABA作動性の入力を与える。その結果、視床中継核のニューロンは[[過分極]]され、同期化して[[群発放電モード]]に移行し、脳波上では徐波が観察されることになる。

　ところが最近の研究によって、これら中脳橋被蓋のコリン作動性およびモノアミン作動性ニューロンの集団や、あるいは視床を広範囲に破壊しても、睡眠・覚醒状態や脳波には大きな変化は生じないことが明らかになった。覚醒および脳波の脱同期化に不可欠で、上行性覚醒系の中軸をなすのは、[[前脳基底部]]とそこに興奮性の投射を送る青斑核前域および[[結合腕傍核]]内側部のニューロン集団だったのである<ref><pubmed>21280045</pubmed></ref>。<br><br>　全体として上行性覚醒系は、中脳橋被蓋から生じる複数の上行性経路から構成され、視床および大脳皮質に到達するまでのあいだに、視床下部や前脳基底部などの各レベルで付加的な入力が合流して増強されている。これらの経路はさまざまな状況において、それぞれが独自のパターンで活動することによって、大脳皮質のニューロンの活動を適切に調整していると考えられる。