「水道周囲灰白質」の版間の差分

英語名：periaqueductal gray

　第三脳室と第四脳室を結ぶ中脳水道を取り巻く細胞集団。水道周囲灰白質ともいう。中脳周囲灰白質の正中腹側部には、吻側からDarkschewisch核、副動眼神経核、Edinger-Westphal核,、さらに動眼神経核、滑車神経核など、眼球運動や瞳孔反射に関連するニューロン群が分布している。その尾側にはセロトニン作動性ニューロンを豊富に含む背側縫線核が、腹外側部にはアセチルコリン作動性ニューロンの局在する外背側被蓋核が拡がる。

　内側、外側、背側に分けられ、種によってはさらに細分される。明確な境界はないが、前後軸にそったカラム状の機能単位が存在する。

   

求心性投射

　大脳辺縁系(海馬、扁桃体)、視床下部、不確帯、分界条床核、脚傍核などから、情動やそれに伴う自律神経性の入力を受ける。特に情動の発現に関連する大脳辺縁系と密接な繊維連絡がある。上丘、脳幹網様体、三叉神経脊髄路核、脊髄などからは、自律神経性入力に加え、痛覚や体性感覚などの感覚性入力を受ける。ラット、ウサギ、ネコでは、一次運動野から運動情報の入力を受ける。サルでは、前運動野/補足運動野(6野)、前頭眼野(8野)、前頭前野(9野)、前頭極(10野)からの入力を受ける。

　興奮性入力としては、グルタミン酸作動性ニューロンが主であるが、視床下部の結節乳頭核からはヒスタミン作動性、視床下部外側部からはオレキシン作動性ニューロンが投射する。脳幹網様体からは、青斑核を始め、延髄腹外側部(A1)、延髄背側部(A2)、橋腹外側部(A5)からノルアドレナリン作動性入力を、延髄腹外側部(C1)、延髄背側部(C2)からアドレナリン作動性入力を受ける。また、橋、延髄の縫線核群からはセロトニン作動性入力を、外背側被蓋核や脚橋被蓋核からアセチルコリン作動性入力を受ける。

== おもな神経伝達物質<ref>遠山正彌 編<br>分子脳・神経機能解剖学　３章　脳の構造と化学的神経回路　B延髄・橋・中脳　p.59-113<br>金芳堂：2004</ref> ==

　主な興奮性伝達物質としてグルタミン酸、抑制性伝達物質としてGABA、グリシンをもつ。一酸化窒素（ＮＯ）産生ニューロンも存在し、特に背側縫線核のセロトニン作動性ニューロン、外背側被蓋核のアセチルコリン作動性ニューロンは、高いNO合成酵素活性をもつ。表１に示すように、さまざまなペプタイドを含有するニューロンと、その受容体を発現するニューロンが分布する。

　

== おもな機能　==

   

　PAGの痛覚抑制ニューロンは、PAG内のGABA作動性ニューロンの抑制を受けている。視床下部から投射するβエンドルフィン作動性ニューロン、PAG内のエンケファリン作動性ニューロンなどのオピエート系は、このGABA作動性ニューロンを抑制することにより痛覚抑制を引き起こす<ref name=ref1 />。エンドカンナビノイド系も、このGABA作動性ニューロンの作用（GABA放出）を抑えることにより、あるいはRVMに投射するグルタミン酸作動性ニューロンを活性化することにより痛覚抑制を引き起こす<ref><pubmed>18077685</pubmed></ref>。ニューロテンシン作動性ニューロンは、エンドカンナビノイド系を介してGABA作動性ニューロンを抑制<ref><pubmed>19359367</pubmed></ref>、あるいはRMnに投射するグルタミン酸作動性ニューロンを直接活性化する<ref><pubmed>11287471</pubmed></ref>。サブスタンスP、コレシストキニンも、ニューロテンシンと同様のメカニズムで痛覚抑制に関与する<ref><pubmed>19494144</pubmed></ref><ref><pubmed>21525858</pubmed></ref>。  

=== 情動行動 ===

　情動の中枢とされる大脳辺縁系（海馬、扁桃体、中隔核）から直接に、あるいは視床下部を介して入力を受ける<ref name=ref7><pubmed>11263761</pubmed></ref>。扁桃体基底核群（basal complex）からPAGへの直接の入力は防衛/威嚇反応を促進し、扁桃体中心核(central amygdale)からの入力は、防御/威嚇反応を抑制する<ref name=ref8><pubmed>7633640</pubmed></ref>。扁桃体内側核(medial amygdala)からは、視床下部内側部を介して防御/威嚇反応の促進、攻撃行動の抑制系が働く<ref name=ref8 />。視床下部外側部からの入力は、攻撃反応を促進する<ref name=ref8 />。

　

　これらの系の活性化には、主にグルタミン酸作動性ニューロンが関与しており、背側PAGへのセロトニンは、5HT1Aレセプターを介して防御反応の抑制を引き起こす<ref><pubmed>1410130</pubmed></ref>。また、さまざまなペプタイドニューロンも関与し、背側PAGへのサブスタンスP<ref><pubmed>14642448</pubmed></ref>、コレシストキニン<ref><pubmed>9689451</pubmed></ref>、CRF<ref><pubmed>17095103</pubmed></ref>は防御反応を促進する。扁桃体中心核からのμレセプターを介したオピオイド系は、防御/威嚇反応を抑制する<ref name=ref8 />。

　

=== 自律神経系（血圧、心拍）の変動 ===

　背側/背外側PAGは、攻撃、防御、威嚇行動などの発現に伴い、交感神経活動、血圧、心拍数の上昇を引き起こし、腹外側PAGは、すくみ反応の発現に伴い、血圧、心拍数の低下を引き起こす<ref name=ref15><pubmed>8202441</pubmed></ref>。背側/背外側PAGは、視床下部背内側核（dorsomedial hypothalamic nucleus: DMH）から交感神経性の入力を受け、この時の血圧上昇は、エンドカンナビノイド<ref><pubmed>21228344</pubmed></ref> 、アルギニンバソプレシンを介し<ref name=ref15 />、セロトニンによって抑制される<ref><pubmed>19303372</pubmed></ref>。アンギオテンシン<ref><pubmed>9200674</pubmed></ref>、エンドセリン <ref><pubmed>7898082</pubmed></ref>,ノルアドレナリン<ref><pubmed>16367785</pubmed></ref>もPAGに作用して血圧上昇を促進する。

=== 体温調節 ===

　吻側/外側PAGは視索前野の温ニューロンからの入力を、尾側/腹外側PAGは視床下部（背内側部）の冷ニューロンからの入力を受け、延髄縫線核のグルタミン酸作動性ニューロンを介して、体温節調反応を引き起こす<ref><pubmed>15190110</pubmed></ref><ref><pubmed>15927405</pubmed></ref>。

=== 呼吸・発声===

性

　発声に関しては、グルタミン酸の促進性作用、GABAの抑制性作用に加え、アセチルコリン、ヒスタミンは促進性に、グリシン、オピエートは抑制性に作用する<ref name=ref26 />。

=== 性行動 ===

　PAG背側部へのLHRH、プロラクチン、サブスタンスＰはロードシスに促進性に作用する<ref><pubmed>6339979</pubmed></ref><ref><pubmed>6828874</pubmed></ref><ref><pubmed>2441308</pubmed></ref>。CRF、βエンドルフィンは、LHRHの作用に拮抗することにより、抑制性に作用する<ref><pubmed>6209590</pubmed></ref><ref><pubmed>2860950</pubmed></ref>。

=== 排尿 ===

　前頭葉や扁桃体からPAGへの入力は、排尿抑制系として作用する。このシステムは、行動発現時に排尿を抑制することにより、必要な行動をよりスムースに発現させる役割を持つ<ref><pubmed>20025036</pubmed></ref>。

=== 睡眠・覚醒 ===

　PAG尾側の腹外側部から、さらにその腹外側の網様体に位置する外背側被蓋核（laterodorsal tegmental nucleus; LDT）と、その外側に分布する脚橋被蓋核（pedunculopontine tegmental nucleus; PPT）のアセチルコリン作動性ニューロンの一群は、レム睡眠中に高い発火活動を維持し、レム睡眠の発現と維持に関与する。別の一群のアセチルコリン作動性ニューロンは、覚醒とレム睡眠時に活動が上昇し、覚醒とレム睡眠時の脳波の活性化に関与する。LDT腹側部のグルタミン酸作動性ニューロンも、レム睡眠の調節に関与している。背側縫線核のセロトニン作動性ニューロンは、青斑核のノルアドレナリン作動性ニューロンとともに、覚醒時に持続的発火を維持し、覚醒の維持、レム睡眠の抑制に関与する<ref><pubmed>22647467</pubmed></ref>。アセチルコリン作動性ニューロン、セロトニン作動性ニューロン、ノルアドレナリン作動性ニューロンは、覚醒時には視床下部の覚醒系ニューロン（ヒスタミン作動性ニューロン、オレキシン作動性ニューロン）からの興奮性入力を受け、徐波睡眠時には視索前野の徐波睡眠促進系（GABA作動性ニューロン）からの抑制を受けている<ref><pubmed>16251950</pubmed></ref>。

== 関連項目 ==

== 参考文献 ==