Re: 도파민 핵(Substantia Nigra) 기저핵 회로...파킨슨 운동장애 이해!!

[문형철]

Circuits within the Basal Ganglia System

The projections from the medium spiny neurons of the caudate and putamen to the internal segment of the globus pallidus and substantia nigra pars reticulata are part of a “direct pathway” and, as just described, serve to release the upper motor neurons from tonic inhibition. This pathway is summarized in Figure 18.8A. A second pathway serves to increase the level of tonic inhibition and is called the “indirect pathway” (Figure 18.8B). This pathway provides a second route linking the corpus striatum with the internal globus pallidus and substantia nigra pars reticulata. In the indirect pathway, another population of medium spiny neurons projects to the lateral or external segment of the globus pallidus. This external division sends projections to both the internal segment of the globus pallidus and the subthalamic nucleus of the ventral thalamus (see Figure 18.1). But, instead of projecting to structures outside of the basal ganglia, the subthalamic nucleus projects back to the internal segment of the globus pallidus and to the substantia nigra pars reticulata. As already described, these latter two nuclei project out of the basal ganglia, which thus allows the indirect pathway to influence the activity of the upper motor neurons.

기저핵 시스템 내의 회로

꼬리돌기 및 푸타멘의 중간 가시 뉴런에서

구상돌기 및 흑질 망상체의 내부 부분으로의 돌기는

“직접 경로”의 일부이며,

방금 설명한 것처럼

상부 운동 뉴런을 긴장성 억제에서 해제하는 역할을 합니다.

이 경로는 그림 18.8A에 요약되어 있습니다.

두 번째 경로는

강장 억제 수준을 높이는 역할을 하며 “간접 경로”라고 합니다(그림 18.8B).

이 경로는

선조체와 내부 구상체 및 흑질 망상체를 연결하는

두 번째 경로를 제공합니다.

간접 경로에서는 또 다른 중간 가시 뉴런 집단이 구상체의 측면 또는 외부 부분으로 돌출합니다. 이 외부 분절은 구상체의 내부 분절과 복측 시상하핵 모두에 투영을 보냅니다( 그림 18.1 참조).

그러나

시상하핵은 기저핵 외부의 구조로 돌출하는 대신,

구상체의 내부 세그먼트와 흑질 망상체로 다시 돌출합니다.

이미 설명했듯이,

이 후자의 두 핵은

기저핵 밖으로 돌출되어 있어

간접 경로를 통해 상부 운동 뉴런의 활동에 영향을 줄 수 있습니다.

Figure 18.8

Disinhibition in the direct and indirect pathways through the basal ganglia. (A) In the direct pathway, transiently inhibitory projections from the caudate and putamen project to tonically active inhibitory neurons in the internal segment of the globus (more...)

The indirect pathway through the basal ganglia apparently serves to modulate the disinhibitory actions of the direct pathway. The subthalamic nucleus neurons that project to the internal globus pallidus and substantia nigra pars reticulata are excitatory. Normally, when the indirect pathway is activated by signals from the cortex, the medium spiny neurons discharge and inhibit the tonically active GABAergic neurons of the external globus pallidus. As a result, the subthalamic cells become more active and, by virtue of their excitatory synapses with cells of the internal globus pallidus and reticulata, they increase the inhibitory outflow of the basal ganglia. Thus, in contrast to the direct pathway, which when activated releases tonic inhibition, the net effect of activity in the indirect pathway is to increase inhibitory influences on the upper motor neurons. The indirect pathway can thus be regarded as a “brake” on the normal function of the direct pathway. Indeed, many neural systems achieve fine control of their output by a similar interplay between excitation and inhibition.

The consequences of imbalances in this fine control mechanism are apparent in diseases that affect the subthalamic nucleus. These disorders remove a source of excitatory input to the internal globus pallidus and reticulata, and thus abnormally reduce the inhibitory outflow of the basal ganglia. A basal ganglia syndrome called hemiballismus, which is characterized by violent, involuntary movements of the limbs, is the result of damage to the subthalamic nucleus. The involuntary movements are initiated by abnormal discharges of upper motor neurons that are receiving less tonic inhibition from the basal ganglia.

Another circuit within the basal ganglia system entails the dopaminergic cells in the pars compacta subdivision of substantia nigra and modulates the output of the corpus striatum. The medium spiny neurons of the corpus striatum project directly to substantia nigra pars compacta, which in turn sends widespread dopaminergic projections back to the spiny neurons. These dopaminergic influences on the spiny neurons are complex: The same nigral neurons can provide excitatory inputs mediated by D1 type dopaminergic receptors on the spiny cells that project to the internal globus pallidus (the direct pathway), and inhibitory inputs mediated by D2 type receptors on the spiny cells that project to the external globus pallidus (the indirect pathway). Since the actions of the direct and indirect pathways on the output of the basal ganglia are antagonistic, these different influences of the nigrostriatal axons produce the same effect, namely a decrease in the inhibitory outflow of the basal ganglia.

The modulatory influences of this second internal circuit help explain many of the manifestations of basal ganglia disorders. For example, Parkinson's Disease is caused by the loss of the nigrostriatal dopaminergic neurons (Figure 18.9A and Box B). As mentioned earlier, the normal effects of the compacta input to the striatum are excitation of the medium spiny neurons that project directly to the internal globus pallidus and inhibition of the spiny neurons that project to the external globus pallidus cells in the indirect pathway. Normally, both of these dopaminergic effects serve to decrease the inhibitory outflow of the basal ganglia and thus to increase the excitability of the upper motor neurons (Figure 18.10A). In contrast, when the compacta cells are destroyed, as occurs in Parkinson's disease, the inhibitory outflow of the basal ganglia is abnormally high, and thalamic activation of upper motor neurons in the motor cortex is therefore less likely to occur.

기저핵을 통한 직접 경로와 간접 경로의 억제.

(A) 직접 경로에서, 꼬리핵과 유상핵의 일시적 억제 돌기가 소체의 내부 부분에 있는 강조성 억제 뉴런으로 투사됩니다 (자세한 내용은...).

기저핵을 통한 간접 경로는

직접 경로의 억제 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 보인다.

시상하핵 뉴런은

내부 구상체와 흑질 망상체로 돌출되어 흥분성을 띠고 있습니다.

일반적으로

피질의 신호에 의해 간접 경로가 활성화되면

중간 가시 뉴런이 방출되어

외측 구상체의 흥분성 GABAergic 뉴런을 억제합니다.

결과적으로

시상 하부 세포는

더 활동적이되고

내부 구상체 및 망상체의 세포와의 흥분성 시냅스로 인해

기저핵의 억제 유출을 증가시킵니다.

따라서

활성화되면 강장제 억제를 방출하는 직접 경로와 달리

간접 경로에서의 활동의 순 효과는

상부 운동 뉴런에 대한 억제 영향을 증가시키는 것입니다.

따라서

간접 경로는 직접 경로의 정상적인 기능에 대한 “브레이크”로 간주할 수 있습니다.

실제로 많은 신경계는 흥분과 억제 사이의 유사한 상호 작용을 통해 출력을 미세하게 제어합니다.

시상하핵에 영향을 미치는 질환에서는 이러한 미세한 제어 메커니즘의 불균형이 초래하는 결과가 분명하게 나타납니다. 이러한 장애는 내부 구상체와 망상체로의 흥분성 입력원을 제거하여 기저핵의 억제성 유출을 비정상적으로 감소시킵니다. 사지의 격렬하고 불수의적인 움직임을 특징으로하는 반구 증이라고하는 기저핵 증후군은 시상 하핵의 손상으로 인한 결과입니다. 불수의 운동은 기저핵으로부터 강장 억제 작용을 덜 받는 상부 운동 뉴런의 비정상적인 방전에 의해 시작됩니다.

기저핵 시스템 내의 또 다른 회로는 흑질의 구상체 세분화에 있는 도파민 세포를 수반하며, 선조체의 출력을 조절합니다. 선조체의 중간 가시 뉴런은 흑질 소체로 직접 투사되고, 이는 다시 가시 뉴런으로 광범위한 도파민성 투사를 보냅니다. 가시 뉴런에 대한 이러한 도파민성 영향은 복잡합니다. 동일한 흑질 뉴런은 내부 흑질로 돌출되는 가시 세포의 D1 유형 도파민성 수용체에 의해 매개되는 흥분성 입력(직접 경로)과 외부 흑질로 돌출되는 가시 세포의 D2 유형 수용체에 의해 매개되는 억제성 입력(간접 경로)을 제공할 수 있습니다. 기저핵의 출력에 대한 직접 경로와 간접 경로의 작용은 길항작용을 하기 때문에 흑질 축삭의 이러한 서로 다른 영향은 동일한 효과, 즉 기저핵의 억제성 유출을 감소시키는 결과를 낳습니다.

이 두 번째 내부 회로의 조절 영향은 기저핵 장애의 많은 증상을 설명하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 파킨슨병은 흑질 도파민 신경세포의 손실로 인해 발생합니다(그림 18.9A 및 상자 B). 앞서 언급했듯이 선조체에 입력되는 콤팩타의 정상적인 효과는 내부 흑질로 직접 돌출되는 중간 가시 뉴런의 흥분과 간접 경로에서 외부 흑질 세포로 돌출되는 가시 뉴런의 억제입니다. 일반적으로 이 두 가지 도파민 효과는 기저핵의 억제성 유출을 감소시켜 상부 운동 뉴런의 흥분성을 증가시키는 역할을 합니다(그림 18.10A). 반대로, 파킨슨병에서와 같이 소체 세포가 파괴되면 기저핵의 억제 유출이 비정상적으로 높아져 운동 피질에서 상부 운동 뉴런의 시상 활성화가 일어날 가능성이 낮아집니다.

Figure 18.9

The pathological changes in certain neurological diseases provide insights about the function of the basal ganglia. (A) Left: The midbrain from a patient with Parkinson's disease. The substantia nigra (pigmented area) is largely absent in the region above (more...) 

특정 신경 질환의 병리학적 변화는 기저핵의 기능에 대한 통찰력을 제공합니다. (A) 왼쪽: 파킨슨병 환자의 중뇌. 위 영역에는 흑질(색소 영역)이 거의 없습니다.

Parkinson's Disease: An Opportunity for Novel Therapeutic Approaches

Parkinson's disease is one of the major degenerative diseases of the nervous system. Described by James Parkinson in 1817, this disorder is characterized by tremor at rest, slowness of movement (bradykinesia), rigidity of the extremities and neck, and minimal facial expressions. Walking entails short steps, stooped posture, and a paucity of associated movements (e. g., arm swinging). To make matters worse, in some patients these abnormalities of motor function are associated with dementia. Following a gradual onset between the ages of 50 and 70, the disease progresses slowly and culminates in death 10 to 20 years later.

The defects in motor function are due to the progressive loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta, a population that projects to and innervates neurons in the caudate and putamen (see text). The cause of the progressive deterioration of these dopaminergic neurons is not known. In contrast to other neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease or amyotrophic lateral sclerosis, in Parkinson's disease the spatial distribution of the degenerating neurons is largely restricted to the substantia nigra pars compacta. This spatial restriction, combined with the defined and relatively homogeneous phenotype of the degenerating neurons (i. e., dopaminergic neurons), has provided an opportunity for novel therapeutic approaches to this disorder.

One strategy is so-called gene therapy. Gene therapy refers to the correction of a disease phenotype through the introduction of new genetic information into the affected organism. Although still in its infancy, this approach promises to revolutionize treatment of human disease. One therapy for Parkinson's disease would be to enhance release of dopamine in the caudate and putamen. In principle, this could be accomplished by implanting cells genetically modified to express tyrosine hydroxylase, the enzyme that converts tyrosine to l-DOPA, which in turn is converted by a nearly ubiquitous decarboxylase into the neurotransmitter dopamine. The feasibility of this approach has been demonstrated by transplanting tissue derived from the midbrain of human fetuses into the caudate and putamen, which produces long-lasting symptomatic improvement in a majority of grafted Parkinson's patients. (The fetal midbrain is enriched in developing neurons that express tyrosine hyroxylase and synthesize and release dopamine.) To date, however, ethical, practical, and political considerations have limited use of fetal transplanted tissue. The effects of transplanting nonneuronal cells genetically modified in vitro to express tyrosine hydroxylase are also being studied in patients with Parkinson's disease, an approach that avoids some of these problems.

An alternative strategy to treating Parkinsonian patients involves “neural grafts” using stem cells. Stem cells are self-renewing multipotent progenitors with broad developmental potential (see Chapters 22 and 25). Instead of isolating mature dopaminergic neurons from the fetal midbrain for transplantation, this approach isolates neuronal progenitors at earlier stages of development when these cells are actively proliferating. Critical to this approach is to prospectively identify and isolate stem cells that are multipotent and self-renewing, and to identify the growth factors needed to promote differentiation into the desired phenotype (e.g., dopaminergic neurons). The prospective identification and isolation of multipotent mammalian stem cells has already been accomplished, and several factors likely to be important in differentiation of midbrain precursors into dopamine neurons have been identified. Establishing the efficacy of this approach for Parkinson's patients would increase the possibility of its application to other neurodegenerative diseases. Although therapeutic strategies like these remain experimental, some of them will very likely succeed.

파킨슨병: 파킨슨병: 새로운 치료 접근법의 기회

파킨슨병은 신경계의 주요 퇴행성 질환 중 하나입니다. 1817년 제임스 파킨슨이 처음 설명한 이 질환은 안정 시 떨림, 움직임의 둔화(서동증), 사지와 목의 경직, 최소한의 얼굴 표정 등이 특징입니다. 걸을 때는 짧은 걸음걸이, 구부정한 자세, 팔을 휘두르는 등의 움직임이 부족합니다. 설상가상으로 일부 환자에서는 이러한 운동 기능 이상이 치매와 연관되어 나타나기도 합니다.

50세에서 70세 사이에

점진적으로 발병한 후

서서히 진행되어

10~20년 후에 사망에 이르게 됩니다.

운동 기능의 결함은 미상핵과 흑질에 있는 신경세포에 돌출되어 신경을 자극하는 흑질핵의 도파민성 신경세포가 점진적으로 소실되기 때문입니다(본문 참조). 이러한 도파민성 뉴런의 점진적인 기능 저하의 원인은 알려져 있지 않습니다. 알츠하이머병이나 근위축성 측삭 경화증과 같은 다른 신경 퇴행성 질환과 달리 파킨슨병에서는 퇴행성 뉴런의 공간 분포가 주로 흑질 흑질로 제한됩니다. 이러한 공간적 제한은 퇴행성 뉴런(즉, 도파민성 뉴런)의 정의되고 비교적 동질적인 표현형과 결합하여 이 질환에 대한 새로운 치료적 접근의 기회를 제공했습니다.

한 가지 전략은 소위 유전자 치료입니다. 유전자 치료는 영향을 받는 유기체에 새로운 유전 정보를 도입하여 질병 표현형을 교정하는 것을 말합니다. 아직 초기 단계에 있지만 이 접근법은 인간 질병 치료에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다. 파킨슨병의 한 가지 치료법은 꼬리핵과 흑질에서 도파민 방출을 강화하는 것입니다. 원칙적으로 이것은 티로신을 l-DOPA로 변환하는 효소인 티로신 하이드 록 실라 제를 발현하도록 유전자 변형 된 세포를 이식하여 달성 할 수 있으며, 이는 거의 유비쿼터스 데카르 복실 라제에 의해 신경 전달 물질 인 도파민으로 전환됩니다. 이 접근법의 타당성은 인간 태아의 중뇌에서 추출한 조직을 꼬리핵과 흑질에 이식함으로써 입증되었으며, 이식된 대부분의 파킨슨병 환자에서 증상이 오래 지속되는 것으로 나타났습니다. (태아의 중뇌에는 티로신 히록실화 효소를 발현하고 도파민을 합성 및 방출하는 뉴런이 풍부하게 발달합니다.) 그러나 지금까지는 윤리적, 실용적, 정치적 고려 사항으로 인해 태아 이식 조직의 사용이 제한되어 왔습니다. 티로신 하이드 록 실화 효소를 발현하도록 체외에서 유전자 변형 된 비 신경 세포를 이식하는 효과도 파킨슨 병 환자에서 연구되고 있으며, 이러한 문제 중 일부를 피할 수있는 접근 방식입니다.

파킨슨병 환자를 치료하는 또 다른 전략으로는 줄기세포를 이용한 '신경 이식'이 있습니다. 줄기세포는 광범위한 발달 잠재력을 가진 자가 재생 다능성 전구세포입니다(22장 및 25장 참조). 이 접근법은 이식을 위해 태아의 중뇌에서 성숙한 도파민 신경세포를 분리하는 대신, 세포가 활발하게 증식하는 발달 초기 단계에서 신경 전구세포를 분리합니다. 이 접근법의 핵심은 다능하고 자가 재생이 가능한 줄기세포를 전향적으로 식별 및 분리하고, 원하는 표현형 (예: 도파민 신경세포)으로 분화를 촉진하는 데 필요한 성장 인자를 식별하는 것입니다. 다능성 포유류 줄기세포의 잠재적 동정 및 분리는 이미 이루어졌으며, 중뇌 전구세포가 도파민 뉴런으로 분화하는 데 중요할 것으로 예상되는 몇 가지 인자가 확인되었습니다. 파킨슨병 환자에 대한 이 접근법의 효능이 입증되면 다른 신경 퇴행성 질환에도 적용될 가능성이 높아질 것입니다. 이와 같은 치료 전략은 아직 실험 단계에 있지만, 일부는 성공할 가능성이 매우 높습니다.

Box B

Parkinson's Disease: An Opportunity for Novel Therapeutic Approaches.

Figure 18.10

Summary explanation of hypokinetic disorders such as Parkinson's disease and hyperkinetic disorders like Huntington's disease. In both cases, the balance of inhibitory signals in the direct and indirect pathways is altered, leading to a diminished ability (more...)

In fact, many of the symptoms seen in Parkinson's disease (and in other hypokinetic movement disorders) reflect a failure of the disinhibition normally mediated by the basal ganglia. Thus, Parkinsonian patients tend to have diminished facial expressions and lack “associated movements” such as arm swinging during walking. Indeed, any movement is difficult to initiate and, once initiated, is often difficult to terminate. Disruption of the same circuits also increases the discharge rate of the inhibitory cells in substantia nigra pars reticulata. The resulting increase in tonic inhibition reduces the excitability of the upper motor neurons in the superior colliculus and causes saccades to be reduced in both frequency and amplitude.

Support for this explanation of hypokinetic movement disorders like Parkinson's disease comes from studies of monkeys in which degeneration of the dopaminergic cells of substantia nigra has been induced by the neurotoxin 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). Monkeys (or humans) exposed to MPTP develop symptoms that are very similar to those of patients with Parkinson's disease. Furthermore, a second lesion placed in the subthalamic nucleus results in significant improvement in the ability of these animals to initiate movements, as would be expected based on the circuitry of the indirect pathway (see Figure 18.8B).

Similarly, knowledge about the indirect pathway within the basal ganglia helps explain the motor abnormalities seen in Huntington's disease (see Box A). In patients with Huntington's disease, medium spiny neurons that project to the external segment of the globus pallidus degenerate (see Figure 18.9B). In the absence of their normal inhibitory input from the spiny neurons, the external globus pallidus cells become abnormally active; this activity reduces in turn the excitatory output of the subthalamic nucleus to the internal globus pallidus (Figure 18.10B). In consequence, the inhibitory outflow of the basal ganglia is reduced. Without the restraining influence of the basal ganglia, upper motor neurons can be activated by inappropriate signals, resulting in the undesired ballistic and choreic (dancelike) movements that characterize Huntington's disease. Importantly, the basal ganglia may exert a similar influence on other non-motor systems with equally significant clinical implications (Box C).

파킨슨병과 같은 저운동성 장애와 헌

팅턴병과 같은 과운동성 장애에 대한 요약 설명.

두 경우 모두 직접 및 간접 경로에서 억제 신호의 균형이 변경되어 능력이 저하됩니다 (자세한 내용은...).

실제로

파킨슨병(및 다른 저운동성 운동 장애)에서 나타나는 많은 증상은

기저핵에 의해 정상적으로 매개되는 억제 기능의 실패를 반영합니다.

따라서

파킨슨병 환자는

얼굴 표정이 줄어들고 걷는 동안 팔을 휘두르는 것과 같은

'연관된 움직임'이 부족한 경향이 있습니다.

실제로 어떤 움직임이든 시작하기가 어렵고, 일단 시작되면 종료하기 어려운 경우가 많습니다. 또한 동일한 회로의 중단은 흑질 망상체의 억제 세포의 방전 속도를 증가시킵니다. 결과적으로 강장제 억제의 증가는 상부 소체의 상부 운동 뉴런의 흥분성을 감소시키고 주파수 및 진폭 모두에서 희생을 감소시킵니다.

파킨슨병과 같은 저운동성 운동 장애에 대한 이러한 설명은 신경독소 1-메틸-4-페닐-1,2,3,6-테트라하이드로피리딘(MPTP)에 의해 흑질의 도파민 세포의 퇴화를 유도한 원숭이 연구에서 뒷받침됩니다. MPTP에 노출된 원숭이(또는 사람)는 파킨슨병 환자와 매우 유사한 증상을 보입니다. 또한 시상하핵에 두 번째 병변이 생기면 간접 경로의 회로에 따라 예상되는 대로 동물의 움직임 시작 능력이 크게 향상됩니다( 그림 18.8B 참조).

마찬가지로 기저핵 내의 간접 경로에 대한 지식은 헌팅턴병에서 나타나는 운동 이상을 설명하는 데 도움이 됩니다( 상자 A 참조). 헌팅턴병 환자의 경우, 구상체의 외부 부분에 돌출된 중간 가시 뉴런이 퇴화합니다( 그림 18.9B 참조). 가시 뉴런의 정상적인 억제 입력이 없으면 외부 구상체 세포가 비정상적으로 활성화되고, 이러한 활동은 시상하핵의 흥분성 출력을 내부 구상체로 감소시킵니다(그림 18.10B). 결과적으로 기저핵의 억제성 유출이 감소합니다. 기저핵의 억제 영향이 없으면 부적절한 신호에 의해 상부 운동 뉴런이 활성화되어 헌팅턴병의 특징인 원하지 않는 탄도적이고 안무적인(춤추는 듯한) 움직임이 나타날 수 있습니다. 중요한 것은 기저핵이 다른 비운동계에도 비슷한 영향을 미칠 수 있으며, 이는 임상적으로도 똑같이 중요한 영향을 미칠 수 있다는 점입니다(상자 C).

박스 기저핵 루프와 비운동 뇌 기능

전통적으로 기저핵은 움직임의 시작을 조절하는 운동 구조로 여겨져 왔습니다. 그러나 기저핵은 다른 뇌 시스템에서 운동 행동과 유사한 기능을 수행하기도 합니다. 따라서 기저핵은 본문에서 설명한 운동 루프와 유사하지만 전두엽의 비운동 영역에서 종결되는 해부학적 루프의 중심 구조이기도 합니다. 이러한 “비운동” 고리에는 배측 전전두피질과 미상핵의 일부를 포함하는 “집행” 고리(26장 참조)와 피질 피질과 편도체핵을 포함하는 “변연계” 고리(29장 참조)가 있습니다. 이러한 추가 루프가 전통적인 운동 루프와 유사하다는 것은 기저핵의 비운동 조절 기능이 일반적으로 기저핵이 운동 시작을 조절하는 것과 동일할 수 있음을 시사합니다. 예를 들어, 집행 루프는 계획, 작업 기억 및 주의력과 같은 인지 과정의 시작과 종료를 조절할 수 있습니다. 마찬가지로 변연계는 감정적 행동을 조절할 수 있습니다. 실제로 헌팅턴병( 상자 A 참조)과 파킨슨병( 상자 B 참조) 모두에서 인지 및 정서 기능의 악화는 이러한 비운동 루프의 장애로 인한 결과일 수 있습니다.

실제로 현재 다양한 다른 장애가 적어도 부분적으로는 기저핵의비운동성 구성 요소 손상으로 인해 발생하는 것으로 여겨지고 있습니다. 예를 들어, 뚜렛증후군 환자는 부적절한 말과 음란한 소리를 내거나 원치 않는 음성 운동 '틱'과 반복적인 그르렁거리는 소리를 냅니다. 이러한 증상은 전전두엽 언어 영역의 인지 회로를 조절하는 기저핵 루프의 과도한 활동으로 인한 것일 수 있습니다. 또 다른 예로 정신분열증을 들 수 있는데, 일부 연구자들은 변연계의 과도한 활동으로 인해 환각, 박해 망상, 무질서한 사고, 감정 표현의 상실을 초래한다고 주장하고 있습니다. 기저핵이 조현병에 기여한다는 주장을 뒷받침하기 위해 퍼페나진과 할로페리돌과 같은 항정신병 약물은 선조체의 간접 경로에 있는 중간 가시 뉴런의 도파민성 D2 억제 수용체에 작용하는 것으로 알려져 있습니다. 강박 장애, 우울증, 만성 불안을 포함한 다른 정신과적 장애도 변연계의 기능 장애와 관련이 있을 수 있습니다. 따라서 향후 연구의 과제는 임상적 문제와 기저핵의 다른 미개척 기능 사이의 관계를 더 완전히 이해하는 것입니다.

Box C

Basal Ganglia Loops and Non-Motor Brain Functions.

As predicted by this account, GABA agonists and antagonists applied to substantia nigra pars reticulata of monkeys produce symptoms similar to those seen in human basal ganglia disease. For example, intranigral injection of bicuculline, which blocks the GABAergic inputs from the striatal medium spiny neurons to the reticulata cells, increases the amount of tonic inhibition on the upper motor neurons in the deep collicular layers. These animals exhibit fewer, slower saccades, reminiscent of patients with Parkinson's disease. In contrast, injections of the GABA agonist muscimol into substantia nigra pars reticulata decrease the tonic GABAergic inhibition of the upper motor neurons in the superior colliculus, with the result that the injected monkeys generate spontaneous, irrepressible saccades that resemble the involuntary movements characteristic of basal ganglia diseases such as hemiballismus and Huntington's disease (Figure 18.11).

Figure 18.11

After the tonically active cells of substantia nigra pars reticulata are inactivated by an intranigral injection of muscimol (A), the upper motor neurons in the deep layers of the superior colliculus are disinhibited and the monkey generates spontaneous (more...)

기저핵 루프와 비운동 뇌 기능.

이 설명에서 예측한 바와 같이, 원숭이의 흑질 망상핵에 GABA 작용제와 길항제를 투여하면 인간의 기저핵 질환에서 나타나는 것과 유사한 증상이 나타납니다. 예를 들어, 선조체 중간 가시 뉴런에서 망상체 세포로의 GABAergic 입력을 차단하는 비쿠쿨린을 뇌내 주사하면 심부 융모층의 상부 운동 뉴런에 대한 강장 억제 양이 증가합니다. 이 동물들은 파킨슨병 환자를 연상시키는 더 적고 느린 서동 증상을 보입니다. 이와 대조적으로, 흑질 실질에 GABA 작용제 무시몰을 주사한 원숭이는 상부 소체의 상부 운동 뉴런에 대한 강직성 GABAergic 억제가 감소하여, 주사한 원숭이는 반구운동증이나 헌팅턴병 같은 기저핵 질환의 특징적인 불수의 운동과 유사한 자발적이고 억제할 수 없는 사카데이션을 생성합니다(그림 18.11).

그림 18.11

흑질 망상체의 긴장성 활성 세포가 근육몰의 뇌내 주사에 의해 비활성화되면(A), 상핵 심층의 상부 운동 뉴런이 억제되고 원숭이는 자발적인 (더...)