睡眠覚醒制御の神経解剖学と神経化学

The neuroanatomy and neurochemistry of sleep-wake control.

• Heinrich S Gompf
• Christelle Anaclet

抄録

睡眠-覚醒制御は、神経軸全体に広く分布する複数の脳領域に依存している。歴史的には、上行覚醒系のモノアミン作動性ニューロンとコリン作動性ニューロンが最初に発見され、GABA作動性とグルタミン酸作動性の覚醒・睡眠促進集団が同定されたのは比較的最近のことである。現代の分子遺伝学的ツールの進歩により、GABA作動性のNREM睡眠促進ニューロンの複雑性と不均一性の両方が明らかになり、また、後背下核のグルタミン酸ニューロンのような脳幹のレム睡眠を調節する集団も明らかになっている。睡眠覚醒サイクルは、覚醒期から非遅発性眼球運動（NREM）睡眠、そしてその後の速発性眼球運動（REM）睡眠へと進行する。それぞれの警戒段階は、複数のニューロン集団によって制御されており、複雑な制御を介して、まだ不完全に理解されていない。近年、この分野では、GABA作動性ニューロンやグルタミン酸作動性ニューロンなど、脳内に広く存在する神経解剖学的に定義されたサブタイプのニューロンの選択的活性化、抑制、病変を介して神経生理学的機能を明らかにすることができる、より強力な分子遺伝学的ツールのおかげで、睡眠覚醒制御に関与する新たなニューロン集団の同定と特徴付けが盛んに行われています...

Sleep-wake control is dependent upon multiple brain areas widely distributed throughout the neural axis. Historically, the monoaminergic and cholinergic neurons of the ascending arousal system were the first to be discovered, and it was only relatively recently that GABAergic and glutamatergic wake- and sleep-promoting populations have been identified. Contemporary advances in molecular-genetic tools have revealed both the complexity and heterogeneity of GABAergic NREM sleep-promoting neurons as well as REM sleep-regulating populations in the brainstem such as glutamatergic neurons in the sublaterodorsal nucleus. The sleep-wake cycle progresses from periods of wakefulness to non-rapid eye movement (NREM) sleep and subsequently rapid eye movement (REM) sleep. Each vigilance stage is controlled by multiple neuronal populations, via a complex regulation that is still incompletely understood. In recent years the field has seen a proliferation in the identification and characterization of new neuronal populations involved in sleep-wake control thanks to newer, more powerful molecular genetic tools that are able to reveal neurophysiological functions via selective activation, inhibition and lesion of neuroanatomically defined sub-types of neurons that are widespread in the brain, such as GABAergic and glutamatergic neurons..