鉤状束について

くろ　作業療法士

2023年10月26日 16:53

初めまして、くろと申します
臨床4年目、回復期リハビリテーション勤務の作業療法士です。

今回は、鉤状束について述べていきたいと思います。

恒例ですが、白質線維とは何かについて話していきます。

白質線維とは、末梢でいう神経細胞の軸索にあたる様なものになります。簡単に言えば情報処理された信号を次の神経に運んでいます。これには4種類あり、①隣の脳に運ぶ弓状線維、②左右一つずつ(左なら左のみ)内で情報を運ぶ連合線維 ③左右の脳の情報を交換する脳梁、④大脳から脳幹、小脳、脊髄へ信号を送るものこの４つにわかれています。1) Andica C, Kamagata K, Uchida W, et al. White matter fiber-specific degeneration in older adults with metabolic syndrome. Mol Metab. 2022;62:101527. doi:10.1016/j.molmet.2022.101527

有名な大きな線維だけでこれだけあります。（これ以外にもあるとされています。）上前頭後頭束には、サルにはありヒトにはないとされています。逆に下前頭後頭束はサルにはなく、人間にあるとされています。 Yeh FC. Shape analysis of the human association pathways. Neuroimage. 2020;223:117329. doi:10.1016/j.neuroimage.2020.117329

まずは鉤状束についてです。

鉤状束は、側頭葉と前頭葉とを結び、Yakovlev回路の一部となっています。

3) 藤井正純 2019 大脳白質解剖入門 Cadaver Tractography Illustration で描く神経科学の温故知新脳解剖が分かるWEB 動画26 本付き p31
4) 粳間剛 2019 国家試験にも臨床にも役立つ！リハビリPT ・OT ・ST ・Dr のための脳画像の新しい勉強本 p202

鉤状束はエピソード記憶、言語、社会的感情処理、発達障害、精神障害に関与しています。
また、頭部外傷で衝撃を受けやすく損傷もしやすいです。
30歳に発達のピークになり、それまで達しないことから精神疾患を若年期に引き起こす要因になっています。

5) Kierońska S, Sokal P, Dura M, Jabłońska M, Rudaś M, Jabłońska R. Tractography Based Analysis of Morphological and Anatomical Characteristics of the Uncinate Fasciculus in Human Brains. Brain Sci. 2020 Oct 6;10(10):709. doi : 10.3390/brainsci10100709. PMID: 33036125; PMCID:: 10.3390/brainsci10100709. PMID: 33036125;
6) Von Der Heide RJ, Skipper LM, Klobusicky E, Olson IR. Dissecting the uncinate fasciculus: disorders, controversies and a hypothesis. Brain. 2013 Jun;136(Pt 6):1692 707. doi : 10.1093/brain/awt094. Epub 2013 May 6. PMID: 23649697; PMCID: PMC3673595.
7) Lebel C, Walker L, Leemans A, Phillips L, Beaulieu C. Microstructural maturation of the human brain from childhood to adulthood. Neuroimage. 2008;40(3):1044-1055. doi:10.1016/j.neuroimage.2007.12.053
8) Lebel C, Gee M, Camicioli R, Wieler M, Martin W, Beaulieu C. Diffusion tensor imaging of white matter tract evolution over the lifespan. Neuroimage. 2012;60(1):340-352. doi:10.1016/j.neuroimage.2011.11.094
9) Lebel C, Beaulieu C. Longitudinal development of human brain wiring continues from childhood into adulthood. J Neurosci. 2011 Jul 27;31(30):10937-47. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5302-10.2011. PMID: 21795544; PMCID: PMC6623097

10) (藤井正純 2019 大脳白質解剖入門 p31)
11) Mayeli M, Rahmani F, Aarabi MH. Comprehensive Investigation of White Matter Tracts in Professional Chess Players and Relation to Expertise: Region of Interest and DMRI Connectometry. Front Neurosci. 2018 May 3;12:288. doi: 10.3389/fnins.2018.00288. PMID: 29773973; PMCID: PMC5943529.

12) Hau J, Sarubbo S, Houde JC, et al. Revisiting the human uncinate fasciculus, its subcomponents and asymmetries with stem-based tractography and microdissection validation. Brain Struct Funct. 2017;222(4):1645-1662. doi:10.1007/s00429-016-1298-6

鉤状束が関与する領域まとめです。

続いて、側頭極についてです。

側頭極は腹側経路で、統合や記憶との連結、意味記憶の形成に関わっています。また、社会性や心の理論にも関与しています。

背側側頭極：聴覚と情動の関連付け
腹側側頭極：視覚と情動の関連付け

13) 丸石正治 2017 機能解剖高次脳機能障害
14) Lorberbaum, J.P., et al.,A potential role for thalamocingulate circuity in human maternal lobe neurodegeneration. Cortex, 2004. 40(4-5): p. 631-44.
15) Royet, J.P., et al., Emotional responses to pleasant and unpleasant olfactory, visual, and auditory stimuli: a positron emission tomography study. J Neurosci,2000. 20(20): р. 7752-9.
16) Nakamura, K., et al., Neural substrates for recognition of familiar voices: a PET study. Neuropsychologia, 2001. 39(10): p. 1047-54
17) Damasio, H., et al., Neural systems behind word and concept retrieval.Cognition, 2004. 92(1-2): p. 179-229.
18) Damasio, A.R., et al., Subcortical and cortical brain activity during the feeling of self-generated emotions. Nat Neurosci, 2000. 3(10): p. 1049-56.96110
19) Levesque, J., et al., Neural circuitry underlying voluntary suppression of sadness. Biol Psychiatry, 2003. 53(6): p. 502-10.19-D88 000
20) Mobbs, D., et al., Humor modulates the mesolimbic reward centers. Neuron,2003. 40(5): p. 1041-8. seth ol sonevelononoci

左側頭極：意味記憶
右側頭極：記憶、情動

21) Snowden et al.,2004 Snowden, J.S., J.C. Thompson, and D. Neary, Knowledge of famous faces and names in semantic dementia. Brain, 2004. 127(Pt 4): p. 860-72
22) Nakamura et al.,2000 Nakamura, K., et al., Functional delineation of the human occipito-temporal areas related to face and scene processing. A PET study. Brain, 2000. 123 ( Pt9): p. 1903-12.

23) Tsukiura et al.,2003 Tsukiura, T., et al., Time-dependent neural activations related to recognition of people's names in emotional and neutral face-name associative learning: an {MRI study. Neuroimage, 2003. 20(2): p. 784-94.
24) Thompson et al.,2003 Thompson, S.A., K. Patterson, and J.R. Hodges, Left/right asymmetry of atrophy in semantic dementia: behavioral cognitive implications. Neurology,2003. 61(9): р. 1196-203.
25) Mychack et al.,2001 Mychack, P., et al., The influence of right frontotemporal dvsfunction on socialS11-5.behavior in frontotemporal dementia. Neurology, 2001. 56(11 Suppl 4): p.
26) Rankin et al.,2006 Rankin, K.P., et al., Structural anatomy of empathy in neurodegenerative disease. Brain, 2006. 129(Pt 11): p. 2945-56.
27) Gorno et al.,2004 Gorno-Tempini, M.L., et al., Cognitive and behavioral profile in a case of right anterior temporal lobe neurodegeneration. Cortex, 2004. 40(1-5): p. 631-44.
28) Olson et al.,2007 Olson, I.R., A. Plotzker, and Y. Ezzyat, The Enigmatic temporal pole: a review of findings on social and emotional processing. Brain, 2007. 130(Pt 7): p.1718-31.

次は海馬傍回についてです。

海馬傍回は長期記憶に関する部位に投射し、長期記憶に関与しています。
海馬傍回は場所の写真でも賦活されます。
また、海馬傍回を含む病巣は、前向性健忘に加え、逆向性健忘が出現し、
再認も低下します。
さらに空間の記憶にも関与するとされています。

29) Eric et al., 2022) カンデル神経科学第2版 p587
30) Epstein et al.,1998) Epstein R, Kanwisher N. A cortical representation ofthe local visual environment. Nature 1998；392：598-601
31) Epstein et al.,2008 Epstein R. Parahippocampal and retrosplenial contribu-tions to human spatial navigation. Trends Cogn Sci2008；12：388-96.
32) Reed et al.,1998 Reed JM, Squire LR. Retrograde amnesia for facts and events：findings from four new cases. J Neurosci 1998；18：3943-54.
33) Caine et al.,2000 Caine D, Watson JD. Neuropsychological and neuro-pathological sequelae of cerebral anoxia：a critical re-view. J Int Neuropsychol Soc 2000；6：86-99.
34) Eric et al., 2022) カンデル神経科学第2版 p597
35)渡辺雅彦 2017脳神経ペディア p28

次は扁桃体についてです。

扁桃体は情動に関与しています。
また情動の記憶やz率神経機能にも関与しています。

扁桃体の基底外側核は強い情動刺激と関連した記憶と関連します。
中心核への投射から情動刺激に対する身体的反応の表出へ導きます。（すくみ、呼吸・脈拍、失禁、ストレスホルモン放出など）

扁桃体の中心核は、内臓感覚の入力を受けて痛みなどに対する情動の反応を生成します。さらに自律神経などに働きかけ、反応の表出にも関与します。

皮質内側核は主に嗅覚とそこからの行動に関与しています。

扁桃体はヤコブレフ回路の一員としても働いています。
入力された感覚などから情動を作り出していきます。

37)武田ら2007 武田貴裕，内原俊記，石塚典生，ほか：ヤコブレフ回路再考．臨床神経，47（4）：135-139, 2007
38)小野ら 2001 小野武年, 西条寿夫, 情動と記憶のメカニズム, 失語症研究, 2001, 21 巻, 2 号, p. 87-100, 公開日 2006/04/25, Online ISSN 1880-6716, Print ISSN 0285-9513, https://doi.org/10.2496/apr.21.87, https://www.jstage.jst.go.jp/article/apr/21/2/21_2_87/_article/-char/ja,

次は島皮質についてです。

島皮質については、多種多様な機能を司っています。
これからこれらを紐解いていきたいと思います。

疼痛・振動・触覚刺激や奇異性熱(ドライアイスを触った時など)に関与し、
さらに大脳前庭中枢や内臓運動・感覚、嚥下や嫌悪感情、味覚や嗅覚にも関与しています。

前部と後部に分けると、
前部は会話、嗅覚、味覚、口腔感覚に関与し、
後部は聴覚情報、自律神経、内臓感覚・運動などに関与しています。

39)平山惠造 2003 脳血管障害と神経心理学第2版
40) Molnar et al.,2022 Molnar-Szakacs I, Uddin LQ. Anterior insula as a gatekeeper of executive control. Neurosci Biobehav Rev. 2022;139:104736. doi:10.1016/j.neubiorev.2022.104736

左右に分けると、
左が言語機能、副交感神経、発音形成に関与し、
右が非言語機能、内臓感覚、情動刺激、交感神経、歌唱に関わります。

島皮質の入出力については下記の様になっています。

島皮質の研究について集めてみると、
・痛み経験の情動的特徴処理（痛みに対する嫌悪感などの情動）
・身体無視
・転換性注意
・顕著性ネットワーク、DANとDMNの切り替え
・嗅覚刺激
・感情刺激
・痛覚
・不安（扁桃体と共に）
・情動性ミラーニューロン
に関与しています。

41) Eric et al., 2022) カンデル神経科学第2版 p499
42) Baier et al.,2008 Baier B, Karnath HO. Tight link between our sense of limb ownership and self-awareness of actions. Stroke. 2008;39(2):486-488. doi:10.1161/STROKEAHA.107.495606
43) Varjačić et al.,2017 Varjačić A, Mantini D, Levenstein J, Slavkova ED, Demeyere N, Gillebert CR. The role of left insula in executive set-switching: Lesion evidence from an acute stroke cohort. Cortex. 2018;107:92-101. doi:10.1016/j.cortex.2017.11.009
44) Menon et al.,2010 Menon V, Uddin LQ. Saliency, switching, attention and control: a network model of insula function. Brain Struct Funct. 2010 Jun;214(5-6):655-67. doi: 10.1007/s00429-010-0262-0. Epub 2010 May 29. PMID: 20512370; PMCID: PMC2899886.
45) Molnar et al.,2022 Molnar-Szakacs I, Uddin LQ. Anterior insula as a gatekeeper of executive control. Neurosci Biobehav Rev. 2022;139:104736. doi:10.1016/j.neubiorev.2022.104736

46) (Small et al.,2010) Small DM. Taste representation in the human insula. Brain Struct Funct. 2010;214(5-6):551-561. doi:10.1007/s00429-010-0266-9
47) Pugnaghi et al.,2011) Pugnaghi M, Meletti S, Castana L, et al. Features of somatosensory manifestations induced by intracranial electrical stimulations of the human insula. Clin Neurophysiol. 2011;122(10):2049-2058. doi:10.1016/j.clinph.2011.03.013
48) (Schon et al.,2008) Schon, D., et al., Reduced perception of dyspnea and pain after right insular cortex lesions. Am J Respir Crit Care Med, 2008. 178(11): p. 1173-9.
49) Etkin et al.,2007 Etkin, A. and T.D. Wager, Functional neuroimaging of anxiety: a meta analysis of emotional processing in PTSD, social anxiety disorder; and specific phobia.Am J Psychiatry, 2007. 164(10): p. 1476-88.
50) (Lockwood et al.,2016) Lockwood PL. The anatomy of empathy: Vicarious experience and disorders of social cognition. Behav Brain Res. 2016 Sep 15;311:255-266. doi: 10.1016/j.bbr.2016.05.048. Epub 2016 May 25. PMID: 27235714; PMCID: PMC4942880.

島皮質の前部に関する研究では、
・頭頂葉病変で心臓制御信号の欠如による島皮質入力低下による心臓発作
・慢性疼痛や頭痛
・不安症状、PTSD
・前庭感覚
・内面的苦悩
・痛みを意識
・（左）活力を消費するような痛み、陰性感情
・（右）活力を蓄えるような陽性感情
・一次味覚野
・エラーの認識や社会的判断
・ギャンブル
に関与しています。

51) Rincon et al.,2008 Rincon, F., et al., Stroke location and association with fatal cardiac outcomes:Northern Manhattan Study (NOMAS). Stroke, 2008. 39(9): p. 2425-31.
52) May et al.,2008 May, A., Chronic pain may change the structure of the brain. Pain, 2008.137(1): p. 7-15.
53) Rocca, M.A., et al., Brain gray matter changes in migraine patients with T2-visible lesions: a 3-T MRI study: Stroke, 2006. 37(7): p. 1765-70.
54) Schmidt-Wilcke, T., et al., Subtle grey matter changes between migraine patients and healthy controls. Cephalalgia, 2008. 28(1): p. 1-4.
55)Graeff, F.G. and C.M. Del-Ben, Neurobiology of panic disorder: from animal models to brain neuroimaging. Neurosci Biobehav Rev, 2008. 32(7): p. 1326-35.
56)Stein, M.B., et al., Increased amygdala and insula activation during emotion processing in anxiety-prone subiects. Am J Psychiatry, 2007. 164(2): p. 318-27.
57) Felmingham, K., et al., Dissociative responses to conscious and non-conscious fear impact underlying brain function in post-traumatic stress disorder.Psychol Med, 2008. 38(12): p. 1771-80.
58) Schunck, T., et al., Test-retest reliability of a functional MRI anticipatory anxiety paradigm in healthy volunteers. J Magn Reson Imaging, 2008. 27(3): p.459-68.109
59) Simmons, A., et al, Anxiety vulnerability is associnted with altored anterior cingulate rosponse to an affective appraisal task, Neuroreport, 2008, 19(10): p.1038-7.
60) Lindauer, R.J., et al., Effects of psychotherapy on regional cerebral blood flow during trauma imagery in patients with post-traumatie stress disorder: a randomized clinical trial. Psychol Med, 2008. 38(4): p. 543-54.
61) Lorberbaum, J.P, et al., Neural correlates of speech anticipatory anxiety in generalized social phobia. Neuroreport, 2004. 15(18): p. 2701-5
62) 花川隆, 前庭・平衡機能のイメージング研究の現状, Equilibrium Research, 2012, 71 巻, 2 号, p. 115-119, 公開日 2012/06/01, Online ISSN 1882-577X, Print ISSN 0385-5716, https://doi.org/10.3757/jser.71.115, https://www.jstage.jst.go.jp/article/jser/71/2/71_115/_article/-char/ja,

63) Reiman, E.M., et al., Neuroanatomical correlates of externally and internally generated human emotion. Am J Psychiatry, 1997. 154(7): p. 918-25.
64) Oppenheimer, S. (1993). The anatomy and physiology of cortical mechanisms of cardiac 231 control. Stroke 24, I3-5.
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66) Danziger, N., I. Faillenot, and R. Peyron, Can we share a pain we never felt? Neural correlates of empathy in patients with congenital insensitivity to pain. Neuron, 2009. 61(2): p. 203-12.
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68) Saarela, M.V., et al., The compassionate brain: humans detect intensity of pain from another's face. Cereb Cortex, 2007. 17(1): p. 230-7.
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70) Rolls, E.T., Brain mechanisms underlying flavour and appetite. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2006. 361(1471): p. 1123-36.
71) Klein, T.A., et al., Neural correlates of error awareness. Neuroimage, 2007.34(4): p. 1774-81.)
72) Frith, C.D. and U. Frith, Social cognition in humans. Curr Biol, 2007. 17016)% p.R724-32.
73) Knutson, B. and S.M. Greer, Anticipatory affect: neural correlates and consequences for choice. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2008. 363(1511): p.3771-86.
74) Clark, L., et al., Gambling near-misses enhance motivation to gamble and recruit win related brain circuitry. Neuron, 2009. 61(3): p. 481-90.

次は前頭眼窩野についてです。

前頭眼窩野は、報酬や音楽の理解、精神疾患や情動、脱抑制、選択性注意等に関連しているようです。

内側は報酬で活性化し、外側は勝てないことで活性化されます。
また、音楽の構造的理解に関わります。
強迫性障害との関連も指摘され、精神疾患とも関連しています。
破壊されることで情動や気分が変化することが示唆されています。

75) Xie C, Jia T, Rolls ET, et al. Reward Versus Nonreward Sensitivity of the Medial Versus Lateral Orbitofrontal Cortex Relates to the Severity of Depressive Symptoms. Biol Psychiatry Cogn Neurosci Neuroimaging. 2021;6(3):259-269. doi:10.1016/j.bpsc.2020.08.017
76) 藤澤隆史,NormanD.Cook,和音聴取時におけるモード感の認知プロセス,日本心理学会大会発表論文集,2008,72巻,日本心理学会第72回大会,セッションID3EV138,p.3EV138,公開日2018/09/29,OnlineISSN2433-7609,
77)中尾智博,OCDの行動療法と薬物療法─機能的脳画像による効果の検証,日本生物学的精神医学会誌,2012,23巻,3号,p.193-199,公開日2017/02/16,OnlineISSN2186-6465,PrintISSN2186-6619
78)久保田競,前頭葉の働きと情動,行動,心身医学,1988,28巻,Abs号,p.1-,公開日2017/08/01,OnlineISSN2189-5996,PrintISSN0385-0307,

精神疾患としてうつ病不安症、強迫性障害、精神病質、社会病質障害、物質使用障害など幅広く関与しています。
また、骨突起部が近く、脳外傷により損傷しやすい部位となっています。

79) Rudebeck PH, Rich EL. Orbitofrontal cortex. Curr Biol. 2018 Sep 24;28(18):R1083-R1088. doi: 10.1016/j.cub.2018.07.018. PMID: 30253144; PMCID: PMC9253859.
80) Levin, H. and M.F. Kraus, The frontal lobes and traumatic brain injury. J Neuropsychiatry Clin Neurosci, 1994. 6(4): p. 443-54.

情動の上位中枢、感覚入力と情動を統合、行動判断などにも関与しています。

81) Price, J.L., B.M. Slotnick, and M.F. Revial, Olfactory projections to the hypothalamus. J Comp Neurol, 1991. 306(3): p. 447-61.
82) Drevets, W.C., J. Savitz, and M. Trimble, The subgenual anterior cingulate cortex in mood disorders. CNS Spectr, 2008. 13(8): p. 663-81
83) Elliott, R., et al., Abnormal ventral frontal response during performance of an affective go/no go task in patients with mania. Biol Psychiatry, 2004. 55(12): p. 1163-70.
84) Rolls, E.T. and F. Grabenhorst, The orbitofrontal cortex and beyond: from affect to decision making. Prog Neurobiol, 2008. 86(3): p. 216-44.

また、行動のために雑音を抑制することや、覚醒・不安の調節、脱抑制にも関与しています。

85) Fuster, J.M., Frontal lobe and cognitive development. J Neurocytol, 2002.31(3-5): p. 373-85.
86) Barret, L F., The experience of emotion Annu Rev Psychol, 2007. 5: p.373-403
87) Clark, L. and F. Manes, Social and emotional decision -making following frontal lobe injury. Neurocase, 2004. 10(5): p. 398-403.

次は、前頭極についてです。

前頭極は、感情的行動の制御、収集行動、ワーキングメモリやメンタライジング、展望記憶に関与しています。

扁桃体との繋がりの強さが感情的行動の制御と負の相関があり、扁桃体と強く繋がるほど感情的に行動してしまうようです。
また病的収集行動にも関与しており、病巣は前頭極と眼窩部といわれています。外側はワーキングメモリに関与し、内側じゃメンタライジングに関与します。また、前方はマルチタスクや注意の配分、作業遂行の計画と実行などの遂行機能、展望記憶に関与しています。

88) Bramson B, Folloni D, Verhagen L, Hartogsveld B, Mars RB, Toni I, Roelofs K. Human Lateral Frontal Pole Contributes to Control over Emotional Approach-Avoidance Actions. J Neurosci. 2020 Apr 1;40(14):2925-2934. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2048-19.2020. Epub 2020 Feb 7. PMID: 32034069; PMCID: PMC7117901.
89) AndersonSW,DamasioH,DamasioAR.Aneuralbasisforcollectingbehaviourinhumans.Brain 2005;128:201-212.
90) Gilbert, S.J., et al., Functional specialization within rostral prefrontal cortex (area 10): a meta-analysis. J Cogn Neurosci, 2006.18(6): p. 932-48

学習課題の完了後は可塑的変化を示し、サブゴール戦略により促進されます。

91) Hosoda C, Tsujimoto S, Tatekawa M, Honda M, Osu R, Hanakawa T. Plastic frontal pole cortex structure related to individual persistence for goal achievement. Commun Biol. 2020;3(1):194. Published 2020 Apr 28. doi:10.1038/s42003-020-0930-4
92) Bramson B, Folloni D, Verhagen L, et al. Human Lateral Frontal Pole Contributes to Control over Emotional Approach-Avoidance Actions. J Neurosci. 2020;40(14):2925-2934. doi:10.1523/JNEUROSCI.2048-19.2020

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94) Ota Y, Takamoto K, Urakawa S, et al. Motor Imagery Training With Neurofeedback From the Frontal Pole Facilitated Sensorimotor Cortical Activity and Improved Hand Dexterity. Front Neurosci. 2020;14:34. Published 2020 Jan 29. doi:10.3389/fnins.2020.00034

次は帯状回についてです。

帯状回は本態性把握反応、道具の強迫性使用、強制探索の病巣になっています。また運動、動作の開始・維持に関与し、記憶でいうとパペッツ回路の一部となっています。ギャンブル課題やアパシー、病態失認と広く関与しています。

95)田中康文．前頭葉内側面損傷と手の把握行動．神経進歩 1998；42：164-78.
96) Uurken AU, Swick D. Response selection in the humananterior cingulate cortex. Nat Neurosci 1999；2：920-4_
97) Fiorelli M, Blin J, Bakchine S, et al. PET studies of corti-cal diaschisis in patients with motor hemi-neglect. J Neurol Sci 1991；104：135-42.
98) von Giesen H-J, Schlaug G, Steinmetz H, et al. Cerebralnetwork underlying unilateral motor neglect：evidence from positron emission tomography. J Neurol Sci1994；125：29-38

99) Vocat R, Staub F, Stroppini T, et al. Anosognosia forhemiplegia：a clinical-anatomical prospective study.Brain 2010；133：3578-97
100) Sturm W, de Simone A, Krause BJ, et al. Functional anatomy of intrinsic alertness：evidence for a front- to-parietal-thalamic-brainstem network in the right hemisphere. Neuropsychologia 1999；37：797-805

前部帯状回は注意機能にも関与し、覚醒やStroopテストにも関連しています。

後部帯状回はアルツハイマー病において、血流低下がみられています。

101) (石合純夫 (2022) 高次脳機能障害学第3版)
102) Nieuwenhuys R, Voogd J, van Huijzen C. The human central nervous system ‐ synopsis and atlas. Splinger, Berlin, 1988)
103) Li X, Lu ZL, D’Argembeau A, et al. The Iowa Gambling Task in fMRI images. Hum Brain Mapp 2010；31：410-23

また、アパシーや道順障害、手指パターンの模倣にも関与しています。

104)加治芳明, 平田幸一：アパシー. Clin Neurosci 31：1316-1318, 2013
105) Aguirre GK, D’Esposito M：Topographical disorientation：a synthesis and taxonomy. Brain 122：1613-1628, 1999

106) Vocat R, Staub F, Stroppini T, et al. : Anosognosia for hemiplegia : a clinical-anatomical prospective study. Brain, 133 : 3578-3597, 2010.

前庭系の情報処理や内臓感覚運動にも関与しているようです。

107) (Eric et al., 2022) カンデル神経科学第2版 p661)
108) (Eric et al., 2022) カンデル神経科学第2版 p1035)

うつ病や矛盾にも関与しているようです。
また、前帯状回はセロトニンの分布密度が最も高く、うつ病の治療にTMSなどがあるように、この部位がセロトニン不足による症状と関連しそうです。

109) Hariri, A.R., E.M. Drabant, and Weinberger, Imaging genetics: perspectives from studies of genetically driven variation in serotonin function and corticolimbic affective processing. Biol Psychiatry, 2006. 59(10): p. 888-97
110) (Botvinick,M., et al., Conflict monitoring versus serection-for-action in anterior cingulate cortex. Nature, 1999. 402(6758): p. 179-81

後部帯状回はDMNに関与し、静止時や瞑想時にも働いています。
感覚運動ネットワークや背側注意ネットワークにも関与しています。
また、前部は顕著性ネットワークにも関与しています。

111) Leech, R., et al., Fractionating the default mode network: distinct contributions of the ventral and dorsal posterior cingulate cortex to cognitive control. J Neurosci, 2011. 31(9): p. 3217-24.
112) Kelly, A.M., et al., Competition between functional brain networks mediates behavioral variability. Neuroimage, 2008. 39(1): p. 527-37.

次に、鉤状束についてです。

鉤状束の関与する機能としては、
意味・エピソード記憶、言語記憶、即時/短期記憶、命名、言語流暢性、
感情調節、第二言語の獲得、感情共感などがあります。

113) Patterson K, Nestor PJ, Rogers TT. Where do you know what you know? The representation of semantic knowledge in the human brain. Nat Rev Neurosci. 2007;8(12):976-987. doi:10.1038/nrn2277
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関与する障害については、精神疾患、失語症、パーキンソン病、認知症、ASD、てんかん、ALSなどがあります。

126) Sobhani M, Baker L, Martins B, Tuvblad C, Aziz-Zadeh L. Psychopathic traits modulate microstructural integrity of right uncinate fasciculus in a community population. Neuroimage Clin. 2015 Mar 27;8:32-8. doi: 10.1016/j.nicl.2015.03.012. PMID: 26106525; PMCID: PMC4473285.

UFはFA値が命名や自発話、聴覚理解にも関与しています。

127) McDonald CR, Ahmadi ME, Hagler DJ, Tecoma ES, Iragui VJ, Gharapetian L, Dale AM, Halgren E. Diffusion tensor imaging correlates of memory and language impairments in temporal lobe epilepsy. Neurology. 2008 Dec 2;71(23):1869-76. doi: 10.1212/01.wnl.0000327824.05348.3b. Epub 2008 Oct 22. PMID: 18946001; PMCID: PMC2676974.
128) Zhang B, Chang J, Park J, et al. Uncinate fasciculus and its cortical terminals in aphasia after subcortical stroke: A multi-modal MRI study. Neuroimage Clin. 2021;30:102597. doi:10.1016/j.nicl.2021.102597
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パーキンソン病との関連では、抑うつ症状や、ギャンブルなどにおける衝動制御障害に関連し、ICBがある場合の方が鉤状束が多くあるようです。
これは報酬系と視覚的感情認識に関連する線維の変化が、PD-ICB よりも PD-nICB でより顕著である可能性が考えられます。

130) Rashidi F, Khanmirzaei MH, Hosseinzadeh F, et al. Cingulum and Uncinate Fasciculus Microstructural Abnormalities in Parkinson's Disease: A Systematic Review of Diffusion Tensor Imaging Studies. Biology (Basel). 2023;12(3):475. Published 2023 Mar 20. doi:10.3390/biology12030475
131) Wu JY, Zhang Y, Wu WB, Hu G, Xu Y. Impaired long contact white matter fibers integrity is related to depression in Parkinson's disease. CNS Neurosci Ther. 2018;24(2):108-114. doi:10.1111/cns.12778
132) Takeshige-Amano H, Hatano T, Kamagata K, Andica C, Uchida W, Abe M, Ogawa T, Shimo Y, Oyama G, Umemura A, Ito M, Hori M, Aoki S, Hattori N. White matter microstructures in Parkinson's disease with and without impulse control behaviors. Ann Clin Transl Neurol. 2022 Mar;9(3):253-263. doi: 10.1002/acn3.51504. Epub 2022 Feb 9. PMID: 35137566; PMCID: PMC8935280.
133) Bergamino M, Keeling EG, Ray NJ, Macerollo A, Silverdale M, Stokes AM. Structural connectivity and brain network analyses in Parkinson's disease: A cross-sectional and longitudinal study. Front Neurol. 2023 Mar 23;14:1137780. doi: 10.3389/fneur.2023.1137780. PMID: 37034088; PMCID: PMC10076650.

PTSDとも関連し、MD値が高くなり、FA値が低下するようです。

134) Koch SBJ, van Zuiden M, Nawijn L, Frijling JL, Veltman DJ, Olff M. Decreased uncinate fasciculus tract integrity in male and female patients with PTSD: a diffusion tensor imaging study. J Psychiatry Neurosci. 2017;42(5):331-342. doi:10.1503/jpn.160129
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鉤状束や脳梁のFA値は抑制機能と相関し、社会的感情処理とも関連しています。

137) Hornberger M, Geng J, Hodges JR. Convergent grey and white matter evidence of orbitofrontal cortex changes related to disinhibition in behavioural variant frontotemporal dementia. Brain. 2011;134(Pt 9):2502-2512. doi:10.1093/brain/awr173
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139) Von Der Heide RJ, Skipper LM, Klobusicky E, Olson IR. Dissecting the uncinate fasciculus: disorders, controversies and a hypothesis. Brain. 2013 Jun;136(Pt 6):1692-707. doi: 10.1093/brain/awt094. Epub 2013 May 6. PMID: 23649697; PMCID: PMC3673595.

UFのFA値とMMSEに正の相関がみられ、aMCIで低く、エピソード記憶と強く相関しました。

140) Taoka T, Morikawa M, Akashi T, Miyasaka T, Nakagawa H, Kiuchi K, Kishimoto T, Kichikawa K. Fractional anisotropy--threshold dependence in tract-based diffusion tensor analysis: evaluation of the uncinate fasciculus in Alzheimer disease. AJNR Am J Neuroradiol. 2009 Oct;30(9):1700-3. doi: 10.3174/ajnr.A1698. Epub 2009 Jun 18. PMID: 19541775; PMCID: PMC7051508.
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子供に対する長期ストレスや早期の社会的隔離はその後の発達にも影響を与える可能性があります。
健常児には明瞭な鉤状束がみられるが、社会的隔離幼児においては不完全となっています。

143) Olson IR, Von Der Heide RJ, Alm KH, Vyas G. Development of the uncinate fasciculus: Implications for theory and developmental disorders. Dev Cogn Neurosci. 2015;14:50-61. doi:10.1016/j.dcn.2015.06.003
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ASD患者はUFの非対称性がみられ右UFが有意に少なかった。
HFA患者では左UFの体積の増加がみられた。
ASDではUFの過成長がみられ、社会性、コミュニケーション障害と相関しています。

147) Pugliese L, Catani M, Ameis S, et al. The anatomy of extended limbic pathways in Asperger syndrome: a preliminary diffusion tensor imaging tractography study. Neuroimage. 2009;47(2):427-434. doi:10.1016/j.neuroimage.2009.05.014
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UFは反社会的特性とも関連し、素行障害では接続性と成熟度に大きな違いがみられます。行為障害においてはUFの異常な成熟が存在しています。

150) Passamonti L, Fairchild G, Fornito A, Goodyer IM, Nimmo-Smith I, Hagan CC, Calder AJ. Abnormal anatomical connectivity between the amygdala and orbitofrontal cortex in conduct disorder. PLoS One. 2012;7(11):e48789. doi: 10.1371/journal.pone.0048789. Epub 2012 Nov 7. PMID: 23144970; PMCID: PMC3492256.
151) Sarkar S, Craig MC, Catani M, et al. Frontotemporal white-matter microstructural abnormalities in adolescents with conduct disorder: a diffusion tensor imaging study. Psychol Med. 2013;43(2):401-411. doi:10.1017/S003329171200116X

精神病質者ではFA値が低下し、反社会性パーソナリティ障害においてはFA値が大幅に減少していました。

152) Craig MC, Catani M, Deeley Q, et al. Altered connections on the road to psychopathy. Mol Psychiatry. 2009;14(10):946-907. doi:10.1038/mp.2009.40
153) Sundram F, Deeley Q, Sarkar S, et al. White matter microstructural abnormalities in the frontal lobe of adults with antisocial personality disorder. Cortex. 2012;48(2):216-229. doi:10.1016/j.cortex.2011.06.005
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鉤状束の異常はてんかんとも関連しています。
UFの発作は感情的な興奮や幻覚、不随意運動にも関与しています。
また、MDと言語記憶は負の関連がみられます。

156) Von Der Heide RJ, Skipper LM, Klobusicky E, Olson IR. Dissecting the uncinate fasciculus: disorders, controversies and a hypothesis. Brain. 2013;136(Pt 6):1692-1707. doi:10.1093/brain/awt094
157) PENFIELD W, BALDWIN M. Temporal lobe seizures and the technic of subtotal temporal lobectomy. Ann Surg. 1952 Oct;136(4):625-34. PMID: 12986645; PMCID: PMC1803045.

行動障害型の前頭側頭型認知症では、FA値の低下がみられます。
左UFは予測因子としても有用です。

158) Zhang Y, Schuff N, Du AT, Rosen HJ, Kramer JH, Gorno-Tempini ML, Miller BL, Weiner MW. White matter damage in frontotemporal dementia and Alzheimer's disease measured by diffusion MRI. Brain. 2009 Sep;132(Pt 9):2579-92. doi: 10.1093/brain/awp071. Epub 2009 May 12. PMID: 19439421; PMCID: PMC2732263.
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うつ病患者ではUFのFA低下と最も強く結びつきます。
更に不安を併発する患者の割合が高いほど左UFのFAが高く、不均一性もみられています。

162) Xu EP, Nguyen L, Leibenluft E, Stange JP, Linke JO. A meta-analysis on the uncinate fasciculus in depression [published online ahead of print, 2023 Apr 13]. Psychol Med. 2023;53(7):1-11. doi:10.1017/S0033291723000107

双極性障害とUFのFA低下が関連受けたれ、発症に関与していると推測されています。

163) (Xu et al.,2021) Xu E, Nguyen L, Hu R, Stavish CM, Leibenluft E, Linke JO. The uncinate fasciculus in individuals with and at risk for bipolar disorder: A meta-analysis. J Affect Disord. 2022 Jan 15;297:208-216. doi: 10.1016/j.jad.2021.10.045. Epub 2021 Oct 24. PMID: 34699854; PMCID: PMC8631233
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社交不安障害の患者は健常者と比較して左UFとSLFのFAが低下していました。別の研究では右UFの低下も示唆されています。
社交不安障害は社会的状況で強い感情的反応を示します。これは扁桃体の過活動と前頭前野の認知制御低下による可能性があります。UFは扁桃体と前頭前野を結び、認知制御に必要となるため、FA値の低下により不安感などが増加すると考えられます。