私たちは気づいていませんが、咀嚼は非常に複雑なプロセスです。私たちの舌は、食べ物の適切な塊を上顎と下顎の歯の間に繰り返し押し込み、正確に刻むことができます。歯を食いしばる前に、引っかからないように舌を素早く引っ込めます。咬み傷が解放されるとすぐに、プロセス全体が再び始まります。私たちは、何か問題が発生して舌を噛んだときに初めて舌が危険にさらされていることに気づきます。 「咀嚼は私たちが意識的にコントロールできる活動ですが、私たちがそれに注意を払わなくなると、脳内のニューロンが自動的にこの作業を行ってくれます」と、筆頭著者であるデューク大学（ダーラム）のエドワード・スタネック氏は説明します。これまでの研究で、この「咀嚼中枢」が脳のどこにあるかについての最初の手がかりがすでに得られています。スタネック氏らは今回、マウスの実験で咀嚼の制御がどのように機能するのか、またどの回路がそれに関与しているのかを明らかにした。
ヘルパーとしての狂犬病ウイルス
この研究では、研究者らは咀嚼プロセスを追跡するために洗練された方法を使用しました。改変された狂犬病ウイルスは、筋肉から脳までの経路を追跡するのに役立ちました。このウイルスの特徴の 1 つは、侵入点から神経経路に沿って脳内に侵入することです。そこで研究者らは、中和した狂犬病ウイルスを蛍光マーカーでマークし、これらのウイルスをマウスの咀嚼に重要な2つの筋肉、つまり舌の伸長筋と顎を閉じる筋肉に注射した。ハイライトの助けを借りて、どの神経線がこれらの筋肉と脳の咀嚼中枢を接続しているのかを追跡することができました。
結局のところ、噛むときに舌が常に引っ込むのは明らかに偶然ではありません。これは、これらの動きを制御する 2 つの筋肉が互いに接続されているためです。脳には、2 つの動作のそれぞれに対して個別の制御センターがあり、それぞれが運動ニューロンのグループで構成されています。これらの中枢からの信号は、いわゆる運動前ニューロンを介して筋肉に伝達されます。そして、研究者らが発見したように、このレベルにはつながりがあるということです。運動前ニューロンは、各筋肉からその制御中枢と他の筋肉の運動ニューロンの両方に向かって走っています。このタイプの別の接続では、顎を閉じるための制御中枢と舌を引っ込める筋肉も接続します。つまり、顎が噛むように命令されると、両方の舌の筋肉もこの信号を受け取ります。その後、舌延長装置が緩み、リトラクターが時間内に舌を安全な位置に戻します。
研究者らによると、この相互接続の原理は他の運動でも重要な役割を果たす可能性があるという。 「個々のニューロンが、信号伝達カスケードのさらに下流のいくつかの領域で影響を引き起こす可能性があるのは明らかです」とスタネック氏は言う。しかし、研究者らは、咀嚼しているときでも、すべてのつながりが露出するわけではないことも強調している。 「私たちは 2 つの筋肉だけを調べましたが、少なくともさらに 10 の筋肉が咀嚼、飲酒、会話に関与しています」とスタネック氏は言います。
