흰쥐 안면신경핵 세포의 전기생리학적 및 형태학적 특성

ELECTROPHYSIOLOGICAL AND MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF FACIAL NUCLEUS IN RAT

흰쥐의 안면신경핵을 구성하는 신경세포들의 시냅스 연결 양태 및 세포막 특성을 규명하기 위해 in vivo 필드전위 및 세포 내 전위 측정법을 이용하여 전기생리적 반응을 관찰하였다. 말초 안면신경 분지를 역행성으로 전기자극시 자극세기에 비례하여 전위의 크기가 증가되었고 필드 전위의 양태는 두 가지 반응으로 나타났는데 전기자극 직후 1ms 부근에서 정점을 나타내는 양태와 이와 더불어 $7\sim8ms$ 부근에서 후기 정점을 동반하는 양태가 있었다. 안면신경핵은 염색시 내측, 배외측, 중간측 및 외측등 4부분의 소핵으로 구분되었다. Neurobiotin으로 채워진 단일 신경세포를 형태학적으로 재구축하였는데 세포체는 추체형태를 나타내었고 주 수상돌기는 모든 방향으로 뻗어져 있었고 각 수상돌기의 영역은 해당 소핵 내에 한정되어 있었다. 일련의 과분극 전류 $(-1.2\sim+1.2nA)$를 세포내에 가하였을 때 동반되는 세포내 전위변화를 입력저항 값으로 계산하였을 때 그 기울기가 직선형으로 나타났다. 탈분극 전류를 세포내 주입시 지속적인 활동성 전위가 나타났으며 전류의 크기에 비례하여 각 전위의 개수가 증가하였고 spike-빈도 적응 현상이 나타났다. 그러나 시간 의존성 내향성 정류현상은 관찰되지 않았고 anodal break excitation이 나타났다. 이상의 실험결과로 보아 안면신경핵을 구성하고 있는 세포들 사이의 시냅스는 다양한 형태로 존재할 가능성이 있다고 사료되며 이들 시냅스간의 변화를 통하여 안면 신경마비, 반쪽 안면 경련, hypoglossal-facial anastomosis등에서 나타날 수 있는 임상적 신경성 증상 기전을 설명할 수 있을 것으로 여겨진다.

This study used in vivo intracellular and extracellular field potential recording to evaluate the intrinsic membrane properties and connection pattern within facial nucleus. 1. There were four subdivisions of medial, intermediate, lateral, and dorsolateral in facial nucleus. 2. Principal cells in the facial nucleus was recorded from and filled with neurobiotin in anesthetized rats. The extent of their dendrites and the characteristics of cell body were examined. 3. Principal cells had a large amplitude action potential and afterhyperpolarization was followed a single action potential. 4. The response from facial motonucleus to electrical stimulation of the facial nerve was mainly a monophasic wave, with a latency of 1 msec, which was assumed to reflect antidromic activation of facial motoneurons. In some of rats the response in addition showed late components at a latency of about 7-8 msec, but its amplitude was small. 5 Most of cells exhibited accommodation of spike discharge upon depolarization of membrane by 0.8 nA for 400 ms. Our results support the hypothesis that there normally are weak connections between different parts of the facial motonucleus to explain pathophysiology of hemifacial spasm and facial naive paralysis.