단속적 안구운동에 관련된 원숭이 뇌부위에서의 monoamine 분포에 관한 면역세포화학적 연구

Abstract

단속적 안구운동은 많은 신경회로의 상호작용을 필요로 하고 유발자극이 뇌간의 억제운동 신경세포로 투사되어 방전(discharge)을 정지시켯을 때 발생하며 신경전달 물질이 이러한 과정을 조절하는데 중요한 역할을 하는데 norepinephrine, dopamine은 중뇌와 뇌교의 주된 신경전달물질로 뇌간망양체에 있는 다른 신경세포의 방전역치를 조절한다고 알려졌있다. norepinephrine, serotonin 및 dopamine등 세가지 monoamine 함유 신경 섬유의 분포는 시각피질, 망막 등의 감각계통에서는 비교적 많이 알려져 있으나 안구 운동계에서는 전혀 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 원숭이를 실험동물로 사용하여 면역세포화학적 방법을 이용하여 단속적 안구운동에 관여하는 것으로 알려진 전두안영역(frontal eye field), 상구(superior colliculus), 중뇌 망양체(mesencephalic reticular formation), 뇌교 망양체(pontine reticular formation), 소엽(flocculus), 미형핵(caudate nucleus), 흑질(substantia nigra) 및 동안신경핵(oculomotor nucleus)에서 세가지 monoamine 함유 신경섬유의 분포를 비교 분석한 결과 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 전두안영역과 상구에서는 serotonin이 고밀도로 분포한 반면에 norepinephrine과 dopamine은 중밀도로 분포하였다. 2. 중뇌 망양체에서는 norepinephrine, serotonin 및 dopamine이 모두 고밀도로 분포한 반면에, 뇌교 망양체에서는 serotonin은 고밀도 norepinephrine은 중밀도, dopamine은 저밀도로 분포하였다. 3. 소엽에서는 세가지 monoamine이 모두 분자층(molecular layer) 보다 과립층(granular layer)에서 많이 나타났는데, serotonin은 고밀도, norepinephrine은 중밀도, dopamine은 저밀도로 관찰되었다. 4. 미형핵과 흑질에서는 serotonin과 dopamine이 고밀도로 분포하였고 norepinephrine은 관찰되지 않았다. 이상의 결과들을 종합해 보면 원숭이 뇌의 단속적 안구운동에 관련된 부위에서 일반적으로 serotonin신경섬유는 고밀도로, norepinephrine 신경섬유는 중밀도로 분포하였으며, dopamine은 부위에 따라 저밀도에서 고밀도 까지 다양한 양상을 나타내었다.;Triggering of saccades entails interaction of many neuronal circuits, and saccades are produced in primates when a trigger input momentarily halts the discharge of brainstem suppressor motor neurons and neurotransmitters may play important roles in modulating this triggering. Norepinephrine and dopamine are major neurotransmitters in the midbrain and pons and there are known to modulated discharge thresholds in other neurons of the brainstem reticular formation. There are many reports showing the distribution of monoamines in the visual system related with sensory pathway including retina and visual cortex, but there is no report about distribution of monoamines in the visuomotor system. Comparative analysis of the distribution of monoamines in the frontal eye field, superior collculus, mesencephalic and pontine reticular formation, flocculus, caudate nucleus, substantia nigra, and oculomotor nucleus of the monkey brain using the immunocytochemical methods demonstrate the following four results: 1. The frontal eye field and superior colliculus contain a high density distribution of serotonin and a medium density distribution of norepinephrine and dopamine. 2. In the mesencephalic reticular formation, norepinephrine, serotonin and dopamine are distributed in high density. In the pontine reticular formation norepinephrine is distributed in medium density, serotonin in high density and dopamine in low density. 3. In the flocculus the three monoamines are in a granular rather than a molecular layer. Observations indicated serotonin distribution to be in high density, norepinephrine in medium density and dopamine in low density. 4. In the caudate nucleus and substantia nigra, serotonin and dopamine are distributed in high density. Norepinephrine was not observed. Through the above results we can determine that serotonin is generally distributed through nerve fibers in high density and that norepinephrine distribution is of medium density. Dopamine had a low to high density distribution depending on the area related to saccadic eye movement in the monkeys brain.