線条体のコリン作動性介在ニューロンの特性とニコチン特性

新線条体 (背側線条体) は尾状核と被殻で構成されます。腹側線条体は、尾状核と被殻の腹側の結合部分であり、側坐核と嗅結節の線条体部分に融合し、それらを含みます。線条体ニューロンの約 2% はコリン作動性です。中枢神経系のほとんどのコリン作動性ニューロンは、比較的広い領域をまばらに神経支配するびまん性の投射を行います。しかし、線条体では、コリン作動性ニューロンは、非常に高密度の局所神経支配を提供する介在ニューロンです。コリン作動性介在ニューロンは、約 5 Hz で活動電位を緊張的に発火させることによって、継続的なアセチルコリン (ACh) シグナルを提供します。線条体中の高濃度のアセチルコリンエステラーゼは、ACh シグナルを急速に停止させ、それによってニコチン性アセチルコリン受容体の脱感作を最小限に抑えます。多くのムスカリン性およびニコチン性線条体メカニズムの中でも、進行中のニコチン性活性はドーパミン放出を強力に促進します。このプロセスは、コリン作動性介在ニューロンとドーパミン作動性求心性線維の 2 つの広範囲で密な局所幹を繋ぐ線条体のプロセスの 1 つです。条件付けされた運動課題中に、コリン作動性介在ニューロンは強直性発火を一時停止して反応します。このコリン作動性活動の一時停止により、活動電位依存性のドーパミン放出が変化するという仮説を立てるのは合理的です。これら 2 つの広範で高密度の神経伝達物質系の相関する応答は、線条体の出力を調整するのに役立ち、感覚運動の計画と学習における重要なプロセスである可能性があります。

The neostriatum (dorsal striatum) is composed of the caudate and putamen. The ventral striatum is the ventral conjunction of the caudate and putamen that merges into and includes the nucleus accumbens and striatal portions of the olfactory tubercle. About 2% of the striatal neurons are cholinergic. Most cholinergic neurons in the central nervous system make diffuse projections that sparsely innervate relatively broad areas. In the striatum, however, the cholinergic neurons are interneurons that provide very dense local innervation. The cholinergic interneurons provide an ongoing acetylcholine (ACh) signal by firing action potentials tonically at about 5 Hz. A high concentration of acetylcholinesterase in the striatum rapidly terminates the ACh signal, and thereby minimizes desensitization of nicotinic acetylcholine receptors. Among the many muscarinic and nicotinic striatal mechanisms, the ongoing nicotinic activity potently enhances dopamine release. This process is among those in the striatum that link the two extensive and dense local arbors of the cholinergic interneurons and dopaminergic afferent fibers. During a conditioned motor task, cholinergic interneurons respond with a pause in their tonic firing. It is reasonable to hypothesize that this pause in the cholinergic activity alters action potential dependent dopamine release. The correlated response of these two broad and dense neurotransmitter systems helps to coordinate the output of the striatum, and is likely to be an important process in sensorimotor planning and learning.