関連研究記事Manohar A,Curtis AL,Zderic SA,Valentino RJ. 2017. 膀胱情報のエンコードの基礎となる脳幹ネットワークダイナミクス。 ELIFE6:e29917. ドイ:10.7554/eLife.29917
脳と膀胱は、私たちがいつ、どこでそれが適切であるかを確認するために通信する必要があります。 排尿のプロセスは、反射によって部分的に制御され、部分的に意識的な制御下にある（de Groat et al., 2015). 膀胱がいっぱいになると、感覚情報を中枢神経系に送り、膀胱がいっぱいになると、これらの信号はすぐに空にしなければならないことを示します。
脳から膀胱へ向かう信号の1つは、pmcと呼ばれる脳幹の一部の活性化であり、橋排尿センターの略です。 （”排尿”という言葉は、もともと排尿する衝動を指していましたが、現在では排尿のプロセスを記述するためにもよく使用されています）。 ＰＭＣは、排尿が起こるときに調整するために、中枢および末梢神経系の他の中心に接続する（Ｆｏｗｌｅｒ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2008). 多くの研究は、排尿の制御に関与する主な脳の中心を同定し、検討してきました。 しかし、これらの異なるセンター間の接続は、いつ、どのくらいの間、それらがアクティブになるかを含め、とらえどころのないままです。 また、皮質–より高い思考プロセスを担う脳の一部–が排尿にどのように影響するかは不明である。
さて、eLifeでは、フィラデルフィア小児病院のRita Valentinoと、最初の著者であるAnitha Manoharを含む同僚が、ラットの排尿前、排尿中、排尿後に神経活動がどのように画策されているかを報告している(Manohar et al., 2017). 研究者らは、排尿に関与する脳の3つの領域（PMC、coeruleus座、および内側前頭前野）の神経活動を記録することによって、膀胱が満たされ、空になったときに、麻酔されていないラットでニューロンがいつ、どこで発射されたかを評価しました（mPFC;図1）。 同時に、彼らは膀胱内の圧力と尿の出力の頻度の両方を測定しました。
内側前頭前野（mPFC）は、皮質の前面の額の後ろ（緑）に位置し、橋排尿中心（PMC）と尾状突起（LC）は橋（青）として知られる脳幹の一部に位置しています。 人間の脳内のこれらの領域のおおよその位置は、左側の漫画で陰影付けされています。 これらの3つの脳領域は、信号（矢印で表される）を互いに送受信します。 膀胱からの信号は、脊髄を介してＬＣに中継され、次にＰＭＣを含む脳内の他の中心に中継される。 PMCは脊髄を介して膀胱に信号を送ります。 PMCにはさまざまな種類のニューロンが含まれています。 コルチコトロピン放出ホルモンを発現するニューロンはＣｒｈ＋と標識され，排尿開始に関与することが知られている。 このホルモンを表現しないニューロンはcrh-分類されます。 これらのニューロンの役割はあまり明確ではありませんが、それらが尿貯蔵に関与している可能性があります。 Glut+とGABA+は、それぞれグルタミン酸とGABAを産生するニューロンを示しています。 不明な効果を持つ確認された接続は、赤い疑問符でマークされています。
まず、Ｍａｎｏｈａｒ ｅ ｔ ａ ｌ． PMC内のすべてのニューロンは、排尿間の間隔の間に遅い背景活性と速いバーストによって特徴付けられる同じ発射パターンを示すことを確立した。 これらのバーストは排尿前にまれになり，排尿中により顕著になり，ぼうこうが空になった後数秒間続いた。 この神経活動のタイミングは、PMCニューロンが単純な”オン-オフスイッチ”よりも膀胱の空になることを調節する上でより複雑な役割を果たす可能性が 排尿間の間隔の間のPMCの活動の破烈はまた興味をそそられた。 以前は、ＰＭＣニューロンは排尿中にのみ活性であると考えられていた（Ｂｅｔｔｓ ｅ ｔ ａ ｌ．, 1992).
排尿前の数秒で、尾部の神経細胞はより強いシータ振動（毎秒約7回繰り返す活動波）を伴う進行中の低周波バーストを示した。 同時に，ｃｏｅｒｕｌｅｕｓ遺伝子座の活性はｍｐｆｃの活性とより密接に一致し始めたが，ｍｐｆｃ間の活性はあまり同期しなかった。 これらの変化のいくつかは、覚醒を高め、完全な膀胱に向かって注意を移すことによって排尿のプロセスを開始するのに役立つ可能性が高い（Michels et al., 2015).
コエルレウス座(LC)とPMCの関係も興味深い。 これらの中心は、神経活動が同時に両方の領域から記録することができるように十分に近いです。 その結果，ＬＣニューロンはＰＭＣニューロンの前に活性化され，前者は刺激がｐｍｃに到達する前にぼうこうから間接的な入力を受けることを示唆した。 これは、ラットにおけるｆＭＲＩを用いた以前の観察と一致する（Ｔａｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2009).
Manoharらによって報告された新しい発見。 いくつかの質問を提起します。 膀胱からの情報の処理、および排尿の調整における脳幹および皮質の役割は不明のままである。 また、PMCニューロンが排尿間の間隔で活動のバーストを示す理由も明らかではありません。 最近のデータは、PMCには異なる種類のニューロンが存在することを示唆している（図1）ので、PMCニューロンの特定の集団が、異なる種類の神経伝達物質を放出, 2016). 以前の研究はまた、尿貯蔵反射が主に脊髄で組織されることを示した（Drake et al., 2010). しかし、脳幹に位置するニューロンのグループは、あまりにも尿の貯蔵に役割を果たす可能性があります。 活性化されると、これらのニューロンは、排尿を開始することを選択することを可能にする筋肉である外尿道括約筋をより活発にした（Blok and Holstege、1999）。
膀胱がPMCに送信される前に、膀胱座位が情報を受信する経路に関するより多くのデータが必要です。 今後の実験では、排尿中に皮質の他の領域が同期または非同期になるかを調べる必要があります。 Manohar et al. 公表された文献に基づいて、これらの分野で推測するが、さらなる研究は明らかに、より決定的な答えを提供するために保証されています。