上位運動ニューロン

上位運動ニューロン（Upper Motor Neuron）

上位運動ニューロンとは、私たちの体が意図的に動かす「随意運動」の指令を脳から体の末梢へと伝える神経細胞、あるいはそれらの神経線維が集まってできた経路のことを指します。脳の運動を司る領域、具体的には大脳皮質や脳幹に端を発し、脊髄や脳幹の下部にある下位運動ニューロンへと信号を伝達する重要な役割を担っています。筋肉に直接働きかけ、収縮を引き起こす下位運動ニューロンとは対照的な概念として理解されます。

概要

上位運動ニューロンの中でも最も代表的で、随意運動において重要な役割を果たすのが「皮質脊髄路」を構成するニューロンです。この経路を形成する上位運動ニューロンの細胞体は、大脳皮質の中でも特に運動機能の中心である一次運動野に位置しています。一次運動野は、脳の前部に位置する前頭葉の中心前回と呼ばれる領域にあり、これは神経科学で用いられるブロードマンの脳地図においては第4野に相当します。これらの細胞体は、大脳皮質の層構造のうち、特に第V層、別名「内錐体細胞層」に集まって存在しています。この層に存在する細胞の中でも、特に巨大なものは「ベッツ細胞」と呼ばれています。

ベッツ細胞は、大脳皮質に存在する神経細胞体の中でも最大級の大きさを誇り、その直径は時に100マイクロメートルにも達すると言われています。この大きな細胞体から伸びる神経線維（軸索）は、脳から下方へと伸び、脊髄の様々なレベルへと向かいます。具体的には、首のあたりにある頸髄から始まり、胴体を通って腰の部分にある腰髄、さらには臀部にあたる仙髄まで、脊髄のほぼ全ての領域に投射します。

上位運動ニューロンから送られてきた運動に関する神経信号は、脊髄において下位運動ニューロンへと伝えられます。この信号の受け渡しは、神経細胞間の連結部である「シナプス」において行われます。具体的には、上位運動ニューロンの軸索終末から、神経伝達物質の一つである「グルタミン酸」が放出されます。このグルタミン酸は、下位運動ニューロン側の細胞膜に存在する「グルタミン酸受容体」によって受け取られることで、信号が下位運動ニューロンへと伝達され、最終的に筋肉を動かす指令へとつながるのです。この重要なシナプス結合は、下位運動ニューロンの細胞体が集まっている脊髄の領域、特に脊髄前角と呼ばれる部位に数多く存在しています。

上位運動ニューロンが形成する伝導路は、皮質脊髄路以外にも中枢神経系内に複数存在し、姿勢の制御やバランスなど、随意運動以外の運動機能にも関与しています。

病変（障害）

もし何らかの原因によって上位運動ニューロンが損傷を受けると、特徴的な運動機能の障害が現れます。これらの症状は総称して「錐体路徴候」と呼ばれます。具体的な症状としては、以下のようなものが含まれます。

痙性（けいせい）：筋肉が異常に緊張し、硬く突っ張った状態になります。これにより、関節を動かす際に抵抗を感じるようになります。
筋力低下：随意運動を行うための筋力が低下します。完全に動かせなくなる「麻痺」の状態になることもあります。
深部腱反射の亢進：医師がハンマーなどで腱を叩いたときに起こる反射（例：膝蓋腱反射）が、健常な状態よりも過剰に強く現れるようになります。
病的反射（バビンスキー反射など）：通常は見られない異常な反射が出現します。代表的なものにバビンスキー反射があり、足の裏を刺激すると、通常とは逆に足の親指が反り返る現象が見られます。

これらの症状は、上位運動ニューロンが下位運動ニューロンや他の神経回路を適切に制御できなくなることによって生じます。上位運動ニューロンの障害は、脳卒中（脳血管障害）や多発性硬化症、あるいは筋萎縮性側索硬化症（ALS）のような神経変性疾患など、様々な病気によって引き起こされる可能性があります。

運動系全体を理解する上で、上位運動ニューロンの機能と役割の理解は不可欠です。

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