ラットの口腔顔面協調に関与する舌下神経細胞と網様体介在ニューロン

Hypoglossal and reticular interneurons involved in oro-facial coordination in the rat.

抄録

哺乳類における咀嚼、嚥下、呼吸、発声には、舌の動きとそれに付随する模倣筋の活動との正確な協調が必要である。この口腔顔面協調運動の神経解剖学的基盤は、まだ完全には解明されていない。我々は、ラットの顔面神経核と舌下神経核に逆行性および前向性神経トレーサー（ビオチン-デキストラン、蛍光ルビー、蛍光エメラルド、蛍光金）を定位微量注入した結果、舌下核内ニューロンが顔面運動ニューロンに直接両側投射していることを報告する。また、脳幹網様体形成の背側部に、顔面核と舌下核の両方に同側性に投射するニューロンの小さなプールが存在することも確認した。正確なトレーサー注入のために、両運動核の位置を特定し、その構成運動ニューロンの電気的な反時性活性化によって同定した。顔面核に逆行性トレーサーを注入すると、常に舌下核のニューロンが標識された。これらのニューロンは同側に多く存在し、サイズは小さく、古典的な固有舌下局所回路介在ニューロンのように、細い樹状突起をいくつか持っていた。逆の実験-舌下核への前向性トレーサーの注入-では、顔面核の微細な静脈性神経線維末端が標識された。これらの線維終末は顔面核の中間小区域に集中し、同側に強い有病性を示した。顔面核と舌下核に異なるトレーサーを二重注射したところ、尾側脳幹網様体において主に同側に位置する二重標識ニューロンの数は少ないが一定であった。顔面核に投射している舌下核内ニューロンと、顔面核と舌下核の両方に投射している傍細胞性網様体形成のニューロンは、口腔顔面協調に関与している可能性がある。

Chewing, swallowing, breathing, and vocalization in mammals require precise coordination of tongue movements with concomitant activities of the mimetic muscles. The neuroanatomic basis for this oro-facial coordination is not yet fully understood. After the stereotaxic microinjection of retrograde and anterograde neuronal tracers (biotin-dextran, Fluoro-Ruby, Fluoro-Emerald, and Fluoro-Gold) into the facial and hypoglossal nuclei of the rat, we report here a direct bilateral projection of hypoglossal internuclear interneurons onto facial motoneurons. We also confirm the existence of a small pool of neurons in the dorsal part of the brainstem reticular formation that project ipsilaterally to both facial and hypoglossal nuclei. For precise tracer injections, both motor nuclei were located and identified by the electrical antidromic activation of their constituent motoneurons. Injections of retrograde tracers into the facial nucleus consistently labeled neurons in the hypoglossal nucleus. These neurons prevalently lay in the ipsilateral side, were small in size, and, like classic intrinsic hypoglossal local-circuit interneurons, had several thin dendrites. Reverse experiments - injections of anterograde tracers into the hypoglossal nucleus - labeled fine varicose nerve fiber terminals in the facial nucleus. These fiber terminals were concentrated in the intermediate subdivision of the facial nucleus, with a strong ipsilateral prevalence. Double injections of different tracers into the facial and the hypoglossal nuclei revealed a small, but constant, number of double-labeled neurons located predominantly ipsilateral in the caudal brainstem reticular formation. Hypoglossal internuclear interneurons projecting to the facial nucleus, as well as those neurons of the parvocellular reticular formation that project to both facial and hypoglossal nuclei, could be involved in oro-facial coordination.