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中脳水道周囲灰白質（PAG ）は、中枢灰白質とも呼ばれ、自律神経機能、動機づけられた行動、脅威刺激に対する行動反応において重要な役割を果たす脳領域です。 [ 1 ] [ 2 ] PAGは、下行性疼痛調節の主要な制御センターでもあります。痛みを抑制するエンケファリン産生細胞があります。
中脳水道周囲灰白質は、中脳被蓋内の脳水道周囲に位置する灰白質です。縫線核大核に投射し、下行性自律神経路も含まれています。脊髄視床路の上行性疼痛および温度線維は、脊髄中脳路（線維が脊髄から始まり、中脳の中脳水道周囲灰白質で終わることからこの名が付けられました）を介して中脳水道周囲灰白質に情報を送ります。
この領域は、慢性疼痛患者に対する脳刺激インプラントの標的部位として用いられてきた。
中脳水道周囲灰白質の刺激により、脳幹の縫線核に投射するエンケファリン放出ニューロンが活性化される。縫線核から放出された5-HT（セロトニン）は脊髄後角に下降し、そこで第II層（別名ゼラチン質）に存在する抑制性介在ニューロンと興奮性結合を形成する。これらの介在ニューロンが活性化されると、エンケファリンまたはダイノルフィン（内因性オピオイドペプチド）が放出され、それぞれ末梢で活性化された侵害受容体からの痛みの信号を伝えるC線維およびAδ線維の軸索上のμおよびκオピオイド受容体に結合する。
μ-オピオイド受容体の活性化は、これらの入力一次ニューロンからのサブスタンスPの放出を阻害し、ひいては、脊髄視床路を通って視床の腹側後外側核（VPL）に痛みの信号を伝達する二次ニューロンの活性化を阻害します。このようにして、侵害受容信号は、前帯状皮質など、信号を痛みとして解釈する皮質領域に到達する前に阻害されます。これは、痛みのゲートコントロール理論と呼ばれることもあり、PAGの電気刺激が即時かつ強力な鎮痛効果をもたらすという事実によって裏付けられています。[ 3 ]また、痛みに関連する苦痛な画像を見ることによっても、中脳水道周囲灰白質が活性化されます。[ 4 ]
特に、前帯状皮質は、知覚される社会的または感情的な痛みを含む、痛みに対する感情的反応に関与していると考えられています。この領域への侵害受容シグナルを減らすと、全体的な痛みのシグナルが減少するだけでなく、痛みに対する感受性も低下するようです。さらに、μ-オピオイド受容体の活性化は、感情的な痛みに対して「鎮痛」効果をもたらすことが示されています。[ 5 ] [ 6 ]
背側PAGニューロンは、さまざまな防御行動中に活性化されます。[ 7 ] PAGの背側および外側を刺激すると、凍結不動、走る、跳ぶ、頻脈、血圧と筋緊張の増加を特徴とする防御反応が誘発されます。対照的に、尾側腹外側PAGを刺激すると、静止として知られる不動でリラックスした姿勢になりますが、その抑制は運動活動の増加につながります。
尾側腹外側PAGの病変は条件付けフリーズを大幅に減少させる一方、背側の病変は生来の防御行動を減少させ、事実上動物を「飼い慣らす」ことができる。 [ 8 ] [ 9 ]
中脳水道周囲灰白質は、哺乳類全体で発声において中心的かつ保存された役割を果たしている。PAGは、発声を開始および制御する中脳の重要なハブとして機能する。PAGを電気刺激すると、種特有の鳴き声が確実に誘発されるが[ 10 ] [ 11 ]、この領域の損傷または不活性化は、他の運動行動を妨げることなく、発声を完全に消失させることが多い[ 12 ] 。これは、PAGが微細な音響構造を形成するためではなく、発声を可能にするために不可欠であることを示している。
PAGは、ヒトの母性行動に特に関与している可能性がある。PAGにはバソプレシン受容体とオキシトシン受容体が高密度に存在し、眼窩前頭皮質と直接接続しており、これが母性愛におけるPAGの役割を媒介している可能性がある。外側眼窩前頭皮質は、快い視覚、触覚、嗅覚刺激によって活性化される。その反応は刺激の強度ではなく快感に依存する。ここでは、その活動は母性愛に関連する快い感情の一側面を反映していると考えられる。[ 13 ]
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