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下前頭後頭束(IFOF)について

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、下前頭後頭束(IFOF)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

次に、何という白質線維があるのかを説明していきます。


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

ここから下前頭後頭束(IFOF)に入ります

下前頭後頭束(IFOF)の接続については、前頭葉から側頭葉、頭頂葉、後頭葉を繋ぎます。
途中で上頭頂小葉や紡錘状回に分かれ、前頭葉の方では下前頭回やDLPFC・MFGに分かれています。


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) 河村 満 2021 連合野ハンドブック 完全版 -神経科学×神経心理学で理解する大脳機能局在 p78
5) Catani M, Dell’Acqua F, Bizzi A, et al :Beyond cortical localization in clinico-anatomical correlation. Cortex 48: 1262-1287, 2012

前方は、前頭葉では、IFG・MFG・眼窩前頭皮質・前頭極終止します。
後方は側頭葉後部・頭頂葉上部・舌状回、上・中・下後頭回に終止します。
また、意味処理、感覚運動統合、情動、行動、注意などに関与します。

9) (石合 純夫 2022 高次脳機能障害学 第3版 p32~34)
10) Sarubbo S, De Benedictis A, Maldonado IL,et al . Frontal terminations for the inferior fronto-occipital fascicle: anatomical dissection, DTI study and functional considerations on a multi-component bundle. Brain StructFunct 2013;218:21-37.
11) Martino J, Brogna C, Robles SG, et al . Anatomic dissection of the inferior fronto-occipital fasciculus revisited in the l ights of brain stimulation data. Cortex. 2010 May;46(5) :691-9.
12) Takemura H, Pestilli F, Weiner KS, et al. Occipital White Matter Tracts in Human and Macaque. Cereb Cortex. 2017;27(6):3346-3359. doi:10.1093/cercor/bhx070
13) Palejwala AH, O'Connor KP, Milton CK, et al. Anatomy and white matter connections of the fusiform gyrus. Sci Rep. 2020;10(1):13489. Published 2020 Aug 10. doi:10.1038/s41598-020-70410-6

IFOFでのまとめです。

ここからが、IFOFと繋がる箇所のまとめの表です。

次に下前頭回です。
大脳基底核や視床との連絡が示唆されています。
また、ジェスチャーの理解にも関わり、三角部は構文表現、
弁蓋部は意味表現に動作することが明らかとなりました。

14) Flinker A, Korzeniewska A, Shestyuk AY, Franaszczuk PJ, Dronkers NF, Knight RT, Crone NE. Redefining the role of Broca's area in speech. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Mar 3;112(9):2871-5. doi: 10.1073/pnas.1414491112. Epub 2015 Feb 17. PMID: 25730850; PMCID: PMC4352780.
15) Ford AA, Triplett W, Sudhyadhom A, Gullett J, McGregor K, Fitzgerald DB, Mareci T, White K, Crosson B. Broca's area and its striatal and thalamic connections: a diffusion-MRI tractography study. Front Neuroanat. 2013 May 10;7:8. doi: 10.3389/fnana.2013.00008. PMID: 23675324; PMCID: PMC3650618.
16) Bohsali AA, Triplett W, Sudhyadhom A, et al. Broca's area - thalamic connectivity. Brain Lang. 2015;141:80-88. doi:10.1016/j.bandl.2014.12.001
17) Pazzaglia M, Smania N, Corato E, Aglioti SM. Neural underpinnings of gesture discrimination in patients with limb apraxia. J Neurosci. 2008 Mar 19;28(12):3030-41. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5748-07.2008. PMID: 18354006; PMCID: PMC6670701.
18) Matchin WG. A neuronal retuning hypothesis of sentence-specificity in Broca's area. Psychon Bull Rev. 2018;25(5):1682-1694. doi:10.3758/s13423-017-1377-6
19)松田 実 (2022) 初学者のための神経心理学入門 p13 図1

次は下前頭回三角部の機能と障害についてです。
いわゆるブローカ野で、音韻認識や発語を行っています。
調べると文法処理や音韻解読にも携わっていたり、
四肢運動面の右手首の運動感覚と視覚の統合という難しい機能も担っています。

22) Badre D, Wagner AD. Left ventrolateral prefrontal cortex and the cognitive control of memory. Neuropsychologia. 2007;45(13):2883-2901. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2007.06.015
23) Newman SD, Just MA, Keller TA, Roth J, Carpenter PA. Differential effects of syntactic and semantic processing on the subregions of Broca's area. Brain Res Cogn Brain Res. 2003;16(2):297-307. doi:10.1016/s0926-6410(02)00285-9
24) Papathanassiou D, Etard O, Mellet E, Zago L, Mazoyer B, Tzourio-Mazoyer N. A common language network for comprehension and production: a contribution to the definition of language epicenters with PET. Neuroimage. 2000;11(4):347-357. doi:10.1006/nimg.2000.0546
25) Caplan D, Alpert N, Waters G. PET studies of syntactic processing with auditory sentence presentation. Neuroimage. 1999;9(3):343-351. doi:10.1006/nimg.1998.0412
26) Rumsey JM, Zametkin AJ, Andreason P, et al. Normal activation of frontotemporal language cortex in dyslexia, as measured with oxygen 15 positron emission tomography. Arch Neurol. 1994;51(1):27-38. doi:10.1001/archneur.1994.00540130037011
27) Georgiewa P, Rzanny R, Hopf JM, et al. fMRI during word processing in dyslexic and normal reading children. Neuroreport. 1999;10(16):3459-3465. doi:10.1097/00001756-199911080-00036
28) Rumsey JM, Horwitz B, Donohue BC, Nace K, Maisog JM, Andreason P. Phonological and orthographic components of word recognition. A PET-rCBF study. Brain. 1997;120 ( Pt 5):739-759. doi:10.1093/brain/120.5.739
29) Mechelli A, Crinion JT, Long S, et al. Dissociating reading processes on the basis of neuronal interactions. J Cogn Neurosci. 2005;17(11):1753-1765. doi:10.1162/089892905774589190
30) Hagura N, Oouchida Y, Aramaki Y, et al:Visuokinesthetic perception of hand movement is mediated by cerebro-cerebellar interaction between the left cerebellum and right parietal cortex. Cereb Cortex 19:176-186, 2009
31) Elmer S. Broca Pars Triangularis Constitutes a "Hub" of the Language-Control Network during Simultaneous Language Translation. Front Hum Neurosci. 2016;10:491. Published 2016 Sep 29. doi:10.3389/fnhum.2016.00491

さらに他にも機能があり、言語翻訳や、構文の基礎にも関与しています。また、パニック障害において皮質の減少が認められています。まだまだ調べれば何か出てきそうですね。

31) Elmer S. Broca Pars Triangularis Constitutes a "Hub" of the Language-Control Network during Simultaneous Language Translation. Front Hum Neurosci. 2016;10:491. Published 2016 Sep 29. doi:10.3389/fnhum.2016.00491
32) Kang EK, Lee KS, Lee SH. Reduced Cortical Thickness in the Temporal Pole, Insula, and Pars Triangularis in Patients with Panic Disorder. Yonsei Med J. 2017 Sep;58(5):1018-1024. doi: 10.3349/ymj.2017.58.5.1018. PMID: 28792148; PMCID: PMC5552629.
33) Matchin WG. A neuronal retuning hypothesis of sentence-specificity in Broca's area. Psychon Bull Rev. 2018;25(5):1682-1694. doi:10.3758/s13423-017-1377-6

こちらの弁蓋部は発話に関与する部分が強いですね。また、
命名がどこまでよくなるかの予測因子になるみたいです。

34) Schremm A, Novén M, Horne M, Söderström P, van Westen D, Roll M. Cortical thickness of planum temporale and pars opercularis in native language tone processing. Brain Lang. 2018;176:42-47. doi:10.1016/j.bandl.2017.12.001
35) Zaccarella E, Friederici AD. Merge in the Human Brain: A Sub-Region Based Functional Investigation in the Left Pars Opercularis. Front Psychol. 2015 Nov 27;6:1818. doi: 10.3389/fpsyg.2015.01818. PMID: 26640453; PMCID: PMC4661288.
36) Ripamonti E, Aggujaro S, Molteni F, et al. : The anatomical foundations of acquired reading disorders : a neuropsychological verification of the dual-route model of reading. Brain Lang, 134 : 44-67, 2014.
37) (大槻美佳 2008 臨床神経,48:853―856, 2008)
38) Wilmskoetter J, He X, Caciagli L, Jensen JH, Marebwa B, Davis KA, Fridriksson J, Basilakos A, Johnson LP, Rorden C, Bassett D, Bonilha L. Language Recovery after Brain Injury: A Structural Network Control Theory Study. J Neurosci. 2022 Jan 26;42(4):657-669. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1096-21.2021. Epub 2021 Dec 6. PMID: 34872927; PMCID: PMC8805614.


次は下前頭回弁蓋部の機能と障害です。
女性のインターネット使用と体積・灰白質に相関関係があるとあります。
このことは、論文をみたところ、男女ともにインターネット使用障害は灰白質の体積と負の相関がみられるとのことです。男性はインターネットをゲームに使う場合が多く障害場所が女性とは違い、女性はインターネットを主にコミュニケーションのために使うため、下前頭回弁蓋部と関連するのではないかとの報告です。
ASDで弁蓋部と社会的スケールとの関係に負の相関があることから、社会性にも必要不可欠な部位となっていますね。

39) Inhóf O, Zsidó AN, Perlaki G, et al. Internet addiction associated with right pars opercularis in females. J Behav Addict. 2019;8(1):162-168. doi:10.1556/2006.7.2018.135
40) Fridriksson J, Fillmore P, Guo D, Rorden C. Chronic Broca's Aphasia Is Caused by Damage to Broca's and Wernicke's Areas. Cereb Cortex. 2015;25(12):4689-4696. doi:10.1093/cercor/bhu152
41) Dapretto M, Davies MS, Pfeifer JH, et al. Understanding emotions in others: mirror neuron dysfunction in children with autism spectrum disorders. Nat Neurosci. 2006;9(1):28-30. doi:10.1038/nn1611

次は中前頭回についてです。


中前頭回の梗塞にてジャーゴンの失書、仮名の失書を呈する場合があるようです。
また、耳鳴りや糖尿病性の視神経障害との関連もあるようです。


42) 阿部和夫 1993 左中前頭回後部の梗塞による仮名失書 神経心理学 第9巻第3号 43) Rosemann S, Rauschecker JP. Neuroanatomical alterations in middle frontal gyrus and the precuneus related to tinnitus and tinnitus distress. Hear Res. 2022;424:108595. doi:10.1016/j.heares.2022.108595
44) Yang L, Xiao A, Li QY, Zhong HF, Su T, Shi WQ, Ying P, Liang RB, Xu SH, Shao Y, Zhou Q. Hyperintensities of middle frontal gyrus in patients with diabetic optic neuropathy: a dynamic amplitude of low-frequency fluctuation study. Aging (Albany NY). 2022 Feb 4;14(3):1336-1350. doi: 10.18632/aging.203877. Epub 2022 Feb 4. PMID: 35120020; PMCID: PMC8876911.


中前頭回は半球の有意性やADHDにも関与しているようです。
注意機能に関与する場所でもあるので、影響が考えられます。
また機能性ディスペプシアでは食事前の右中前頭回の接続が有意に高く、食物摂取、内臓感覚、感情反応の異常な脳活動を示唆していて、食べる前から脳反応が違う可能性がありますね。私は胃もたれや心窩部の疼痛を起こしやすい方ですが関係しているのかもしれません。

45) Gohel S, Laino ME, Rajeev-Kumar G, et al. Resting-State Functional Connectivity of the Middle Frontal Gyrus Can Predict Language Lateralization in Patients with Brain Tumors. AJNR Am J Neuroradiol. 2019;40(2):319-325. doi:10.3174/ajnr.A593 46) Tafazoli S, O'Neill J, Bejjani A, et al. 1H MRSI of middle frontal gyrus in pediatric ADHD. J Psychiatr Res. 2013;47(4):505-512. doi:10.1016/j.jpsychires.2012.11.011
47) Chen Y, Yu R, DeSouza JFX, et al. Differential responses from the left postcentral gyrus, right middle frontal gyrus, and precuneus to meal ingestion in patients with functional dyspepsia. Front Psychiatry. 2023;14:1184797. Published 2023 May 19. doi:10.3389/fpsyt.2023.1184797


学びや読書、高いWM負荷は注意力を促進する可能性があります。また、病変で構音障害を引き起こす可能性があるようです。

48) Wang Y, Guan H, Ma L, et al. Learning to read may help promote attention by increasing the volume of the left middle frontal gyrus and enhancing its connectivity to the ventral attention network. Cereb Cortex. 2023;33(5):2260-2272. doi:10.1093/cercor/bhac206
49) Vartanian O, Kwantes PJ, Mandel DR, et al. Right inferior frontal gyrus activation as a neural marker of successful lying. Front Hum Neurosci. 2013;7:616. Published 2013 Oct 3. doi:10.3389/fnhum.2013.00616
50) Akiyuki Uzawa, Akiyuki Hiraga, Ikuo Kamitsukasa, Pure Dysarthria Resulting from a Small Cortical Infarction Located at the Left Middle Frontal Gyrus, Internal Medicine, 2009, Volume 48, Issue 1, Pages 75-76, Released on J-STAGE January 01, 2009, Online ISSN 1349-7235, Print ISSN 0918-2918, https://doi.org/10.2169/internalmedicine.48.1540, https://www.jstage.jst.go.jp/article/internalmedicine/48/1/48_1_75/_article/-char/en,


さらに双極性障害にも関わっており、安静時脳活動を低下させ、安静時に考えが浮かんだりストレスを感じることに関与しているのかもしれません。
ドライアイ患者の眼表面損傷は脳領域と関連しており、認知障害、精神症状、抑うつと関与しており、さらに疾患期間と相関しているようです。

51) Chen G, Wang J, Gong J, et al. Functional and structural brain differences in bipolar disorder: a multimodal meta-analysis of neuroimaging studies. Psychol Med. 2022;52(14):2861-2873. doi:10.1017/S0033291722002392
52) Yu K, Guo Y, Ge QM, et al. Altered spontaneous activity in the frontal gyrus in dry eye: a resting-state functional MRI study [published correction appears in Sci Rep. 2021 Aug 30;11(1):17653]. Sci Rep. 2021;11(1):12943. Published 2021 Jun 21. doi:10.1038/s41598-021-92199-8


うつ病に対するTMS治療で活動が変化していることから、うつ病には強く関与していそうですね。
痛みと脳は密接に関連し、多くの部位が活性化するようです。
また、手掛かりのない動きの間に先立つ左中前頭回には以前の活動源があり、以前の活動を保存している、している場所からの関与があるのかもしれません。

53) Deng Y, Li W, Zhang B. Functional Activity in the Effect of Transcranial Magnetic Stimulation Therapy for Patients with Depression: A Meta-Analysis. J Pers Med. 2023 Feb 24;13(3):405. doi: 10.3390/jpm13030405. PMID: 36983590; PMCID: PMC10051603.
54) Li A, Yang R, Qu J, Dong J, Gu L, Mei L. Neural representation of phonological information during Chinese character reading. Hum Brain Mapp. 2022;43(13):4013-4029. doi:10.1002/hbm.25900
55) Biggs EE, Timmers I, Meulders A, Vlaeyen JWS, Goebel R, Kaas AL. The neural correlates of pain-related fear: A meta-analysis comparing fear conditioning studies using painful and non-painful stimuli. Neurosci Biobehav Rev. 2020;119:52-65. doi:10.1016/j.neubiorev.2020.09.016
56) Pedersen JR, Johannsen P, Bak CK, Kofoed B, Saermark K, Gjedde A. Origin of human motor readiness field linked to left middle frontal gyrus by MEG and PET. Neuroimage. 1998;8(2):214-220. doi:10.1006/nimg.1998.0362


次は背外側前頭前野(DLPFC)についてです。

DLPFCは、実行機能系、ワーキングメモリ、注意機能を扱っています。そして感覚記憶形成と運動計画の立案を瞬時に行っています。
DLPFCは運動/感覚野との相互連絡、視床背内側核(MD)核や網様核との間接入力を受けています。
これにより連続的な運動や、感情処理が行われているようです。

57) Fuster, J.M., Memory and planning. Two temporal perspectives of frontal lobe function. Adv Neurol, 1995. 66: p. 9-19; discussion 19-20.
58) Baddeley, A., Working memory. Science, 1992. 255(5044): p. 556-9.
59) Goldman-Rakic, P.S. and L.D. Selemon, Functional and anatomical aspects of prefrontal pathology in schizophrenia. Schizophr Bull, 1997. 23(3): p. 437-58.

DLPFCは、部位で分けると、行動のタイミングや空間的てがかり、言語性ワーキングメモリなど3つにわかれるようです。
記憶を抑制するとき、両側DLPFCが抑制するようです。思い出さないように我慢するのもこれだったと思います。
時間的順序だてが最も障害されるようです。料理とかですね。
前頭前野性の保続もここで確認されています。
保続には2種類あります。
①前頭前野性保続:次の課題に移る際に、前課題内容をおこなってしまう。
②運動前野性保続:行為を連続して行ってしまう 
(例)あいうえをと書いてください。という指示で
あいうえおおおおおおおおおおおおおおおおおおおとなる。等

60) Reynolds, J.R., et al., Item- and task-level processes in the left inferior prefrontal cortex: positive and negative correlates of encoding. Neuroimage,2004. 21(4): р. 1472-83.
61) Ochsner, K.N., et al., Rethinking feelings: an FMRI study of the cognitive regulation of emotion. J Cogn Neurosci, 2002. 14(8): p. 1215-29.
62) Sandson, J. and M.L. Albert, Perseveration in behavioral neurology. Neurology,1987. 37(11): p. 1736-41


計画実行障害については頭頂葉が短時間なものに対し、DLPFCは長時間のものになってます。
左DLPFCの損傷が顕著なら流暢性が低下するとありますが、発言を考えること自体も時間が掛かりそうですね。
左DLPFC損傷ではカテゴリ内で探すような言語障害がみられますが、これは抽象性が障害されたものによると思います。

63) Sirigu, A., et al., Distinct frontal regions for processing sentence syntax and story grammar. Cortex, 1998. 34(5): p. 771-8.
64) Gurd, J.M. and C.D. Ward, Retrieval from semantic and letter-initial categories in patients with Parkinson's disease. Neuropsychologia, 1989. 27(5):p. 743-6.
65) Gurd, J.M., et al., Posterior parietal cortex is implicated in continuous switching between verbal fluency tasks: an {MRI study with clinical implications. Brain, 2002. 125(Pt 5): p. 1024-38.


DLPFC損傷では、高頻度語は障害されないようです。
他には保続、無関心、アパシー、持続性注意機能低下、感情反応低下、刺激への注意困難を呈するそうです。
ワーキングメモリを司ることもあり、DLPFCを使ったWMトレーニングはADHDの注意障害改善に利用されているようです。
また、845人の研究において、ワーキングメモリ能力低下群について作業記憶を限界まで負荷する適応トレーニングにより数学能力が有意に改善したそうです。

66) Bookheimer, S.Y., et al., Activation of language cortex with automatic speech tasks. Neurology, 2000. 55(8): p. 1151-7.
67) Milner, B., Aspects of human frontal lobe function. Adv Neurol, 1995. 66: p.67-81; discussion 81-4
68) Holmes, J., S.E. Gathercole, and D.L. Dunning, Adaptive training leads to sustained enhancement of poor working memory in children. Dev Sci, 2009. 12(4): p. F9-15.


DLPFCは中央実行系というワーキングメモリの中央実行系に関与していることが多くの研究から推測されています。
モダリティの変換、セットの変換障害として顕在化しているようです。
モダリティの変換とは:感覚の変換と考えられます。(言語を視覚イメージに変換する様な)
セットの変換とは、認知機能を使った一つのセットを次のセット(段階や別の作業など)に変換できず、同じことを行ってしまうことです。

69) 大槻美佳:前頭葉・基底核の高次脳機能障害. 高次脳機能研究 32:194-203, 2012
70) Levy R, Dubois B:Apathy and the functional anatomy of the prefrontal cortex-basal ganglia circuit . s. Cereb Cortex 16:916928, 2005
71) (河村 満 2021 連合野ハンドブック p214)


DLPFCはワーキングメモリを使った中でのサッケードにも関与していることが考えられます。(サッケードのみをするかは不明)
ストレスがかかると、HPA軸(視床下部ー下垂体ー副腎軸)が反応します。この抑制にDLPFCが関与しているようです。
さらに右DLPFC の灰白質の体積は向社会行動(募金や慈善活動など)と関連しているようです。

72) (Eric et al., 2022) カンデル神経科学第2版 p887)
73) Bigliassi M, Filho E. Functional significance of the dorsolateral prefrontal cortex during exhaustive exercise. Biol Psychol. 2022;175:108442. doi:10.1016/j.biopsycho.2022.108442
74) Petrides M. The role of the mid-dorsolateral prefrontal cortex in working memory. Exp Brain Res. 2000;133(1):44-54. doi:10.1007/s002210000399
75) Tanaka H, Shou Q, Kiyonari T, Matsuda T, Sakagami M, Takagishi H. Right dorsolateral prefrontal cortex regulates default prosociality preference. Cereb Cortex. 2023 Apr 25;33(9):5420-5425. doi: 10.1093/cercor/bhac429. PMID: 36396873; PMCID: PMC10152081.

DLPFCについてのまとめです
追記としてモダリティの変換障害があります。


次は前頭眼窩野についてです。


前頭眼窩野の軽いまとめになります。
前頭眼窩野はギャンブルなどで活性化します。
また、音楽や精神疾患と関連します。
抑制する能力もあり、この部位の損傷で脱抑制が生じます。

内側と外側によって報酬の活性化の違いがみられます。
また、音楽の構造を理解する部位となっています。
強迫性障害との関連も指摘されており、文献が散見されます。
気分や情動に関わることが知られています。

77) 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
78) 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,
79)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
80)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,


前頭眼窩野の損傷は無謀なことをしたり人生に大きく関わります。
幅広く精神疾患に関与しています。
また、骨が近いため、脳挫傷、外傷性脳損傷で傷つきやすく障害されやすい部位です。

81) 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.
82) Levin, H. and M.F. Kraus, The frontal lobes and traumatic brain injury. J Neuropsychiatry Clin Neurosci, 1994. 6(4): p. 443-54.


前頭眼窩野が情動の中枢として活動しているようです。
また、様々な感覚の報酬・嫌悪感に関わります。

83) Price, J.L., B.M. Slotnick, and M.F. Revial, Olfactory projections to the hypothalamus. J Comp Neurol, 1991. 306(3): p. 447-61.
84) Drevets, W.C., J. Savitz, and M. Trimble, The subgenual anterior cingulate cortex in mood disorders. CNS Spectr, 2008. 13(8): p. 663-81
85) 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.
86) Rolls, E.T. and F. Grabenhorst, The orbitofrontal cortex and beyond: from affect to decision making. Prog Neurobiol, 2008. 86(3): p. 216-44.

前頭眼窩野は行動するために雑音の抑制をしたり、覚醒・不安の
調節、情動と社会行動の抑制による選択性注意の支援をしているようです。

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


次は前頭極です。


軽いまとめですが、
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、マルチタスク展望記憶に関与しているようです

前頭極は扁桃体と連絡し、感情的行動を制御しています。
また、眼窩野とともに病的収集行動の責任病巣と考えられています
外側はワーキングメモリを、内側はメンタライジングを司ります。
内側のさらに尾側でメンタライジング、吻側でマルチタスク、展望記憶などの賦活されます。

90) 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.
91)AndersonSW,DamasioH,DamasioAR.Aneuralbasisforcollectingbehaviourinhumans.Brain 2005;128:201-212.
92) 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


また、FPCは学習の可塑性にも関与し、コーチングにも関与しています。
扁桃体との接続が強いほど行動に感情の影響が強くなるようです。

93) 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
94) 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


運動イメージトレーニングでは運動機能の前頭極のOxy-Hbの増加がパフォーマンスの向上と相関していることから、運動機能の改善と関連している可能性があります。(その認知的制御の可能性もあります)

  1. Mansouri FA, Buckley MJ, Mahboubi M, Tanaka K. Behavioral consequences of selective damage to frontal pole and posterior cingulate cortices. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(29):E3940-E3949. doi:10.1073/pnas.1422629112

  2. 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

  3. 梅田 聡 2020 前頭極と頭頂葉内部における記憶


次は上頭頂小葉です。

上頭頂小葉は、中心傍小葉と楔前部から構成されます。
多感覚の統合を行い、運動制御中枢への投射、自分の身体地図の
作成、視覚の背背側経路となり目標の方向、速度などの把握、
注意のトップダウン制御を行います。

98) Makris N, Preti MG, Wassermann D, Rathi Y, Papadimitriou GM, Yergatian C, Dickerson BC, Shenton ME, Kubicki M. Human middle longitudinal fascicle: segregation and behavioral-clinical implications of two distinct fiber connections linking temporal pole and superior temporal gyrus with the angular gyrus or superior parietal lobule using multi-tensor tractography. Brain Imaging Behav. 2013 Sep;7(3):335-52. doi: 10.1007/s11682-013-9235-2. PMID: 23686576; PMCID: PMC3830590.
99) Molholm S, Sehatpour P, Mehta AD, et al. Audio-visual multisensory integration in superior parietal lobule revealed by human intracranial recordings. J Neurophysiol. 2006;96(2):721-729. doi:10.1152/jn.00285.2006
100) Lin YH, Dadario NB, Hormovas J, et al. Anatomy and White Matter Connections of the Superior Parietal Lobule. Oper Neurosurg (Hagerstown). 2021;21(3):E199-E214. doi:10.1093/ons/opab174
101) Binkofski, F., et al., A parieto-premotor network for object manipulation: evidence from neuroimaging. Exp Brain Res, 1999. 128(1-2): p. 210-3
102) Felician, O., et al., The role of human left superior parietal lobule in body part localization. Ann Neurol, 2004. 55(5): p. 749-51
103) Grafton, S.T., et al.; Human functional anatomy of visually guided finger movements. Brain, 1992. 115 (Pt 2): p. 565-87.
104) Bisley, J.W. and M.E. Goldberg, Neuronal activity in the lateral intraparietal area and spatial attention. Science, 2003. 299(5603): p. 81-6.
105) Posner, M.I. and S. Dehaene, Attentional networks. Trends Neurosci, 1994.17(2): p. 75-9.
106) Behrmann, M., J.J. Geng, and S. Shomstein, Parietal cortex and attention.Curr Opin Neurobiol, 2004. 14(2): p. 212-7.

上頭頂小葉は下記の「機能」「損傷による症状」があります。

101) Binkofski, F., et al., A parieto-premotor network for object manipulation: evidence from neuroimaging. Exp Brain Res, 1999. 128(1-2): p. 210-3
102) Felician, O., et al., The role of human left superior parietal lobule in body part localization. Ann Neurol, 2004. 55(5): p. 749-51
103) Grafton, S.T., et al.; Human functional anatomy of visually guided finger movements. Brain, 1992. 115 (Pt 2): p. 565-87.
107) Naito E, Scheperjans F, Eickhoff SB, et al. Human superior parietal lobule is involved in somatic perception of bimanual interaction with an external object. J Neurophysiol. 2008;99(2):695-703. doi:10.1152/jn.00529.2007
108) Wolbers, T., C. Weiller, and C. Buchel, Contralateral coding of imagined body parts in the superior parietal lobe. Cereb Cortex, 2003. 13(4): p. 392-9.
109) Otsuka Y, Osaka N, Osaka M. Functional asymmetry of superior parietal lobule for working memory in the elderly. Neuroreport. 2008;19(14):1355-1359. doi:10.1097/WNR.0b013e32830e000f
110) Peyrin C, Démonet JF, N'Guyen-Morel MA, Le Bas JF, Valdois S. Superior parietal lobule dysfunction in a homogeneous group of dyslexic children with a visual attention span disorder. Brain Lang. 2011;118(3):128-138. doi:10.1016/j.bandl.2010.06.005
111) Vialatte A, Yeshurun Y, Khan AZ, Rosenholtz R, Pisella L. Superior Parietal Lobule: A Role in Relative Localization of Multiple Different Elements. Cereb Cortex. 2021;31(1):658-671. doi:10.1093/cercor/bhaa250
112) Koenigs M, Barbey AK, Postle BR, Grafman J. Superior parietal cortex is critical for the manipulation of information in working memory. J Neurosci. 2009 Nov 25;29(47):14980-6. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3706-09.2009. PMID: 19940193; PMCID: PMC2799248.
113) Karnath HO, Fruhmann Berger M, Küker W, Rorden C. The anatomy of spatial neglect based on voxelwise statistical analysis: a study of 140 patients. Cereb Cortex. 2004;14(10):1164-1172. doi:10.1093/cercor/bhh076
114) Kase CS, Troncoso JF, Court JE, et al :Global spatial disorientation:cinico-pathological correlations. J Neurol Sci 34: 267-278, 1977
115) Kumral E, Çetin FE, Özdemir HN. Cognitive and Behavioral Disorders in Patients with Superior Parietal Lobule Infarcts. Can J Neurol Sci. 2023;50(4):542-550. doi:10.1017/cjn.2022.81
116) 平山和美(編著):高次脳機能障害の理解と診察. 中外医学社, 東京, 2017, pp171-175
117) (前田 眞治 2017 脳画像 p73)

関与する経路としては、
視覚経路の背背側経路、言語経路の形態経路
ネットワークの前頭―頭頂ネットワーク、背側注意ネットワーク
に関わるとされています。

上頭頂小葉は背側注意ネットワークに関与し、上縦束Ⅰで結ばれているようです。
上頭頂小葉で感覚統合が上手くいかず下記画像の実験のサルは拙劣さをみせています。

118) Eric et al., 2022 カンデル神経科学第2版 p838
119) Passarelli L, Gamberini M, Fattori P. The superior parietal lobule of primates: a sensory-motor hub for interaction with the environment. J Integr Neurosci. 2021;20(1):157-171. doi:10.31083/j.jin.2021.01.334


色々な経路、ネットワークがあってややこしいですが、
背背側経路は上頭頂小葉でリーチ動作に関与します。
腹背側経路は下頭頂小葉でリーチの手の形の形成に関与します。
言語では
形態経路は下頭頂小葉から上頭頂小葉に達し前頭葉の手の領域まで達します。
音韻経路は聴覚野や下頭頂小葉が関与します。

121) 平山 和美, 高次脳機能障害の理解とリハビリテーションアプローチ, 作業療法, 2022, 41 巻, 2 号, p. 145-153, 公開日 2022/04/15, Online ISSN 2434-4419, Print ISSN 0289-4920, https://doi.org/10.32178/jotr.41.2_145, https://www.jstage.jst.go.jp/article/jotr/41/2/41_145/_article/-char/ja,
122) Rajan S, Pantelyat A:Apraxias. John Wiley & Sons, Ltd (eds) :eLS. Chichester, 2018
123) Sakurai Y, Onuma Y, Nakazawa G, et al :Parietal dysgraphia:characterization of abnormal writing stroke sequences,character formation and character recall. Behav Neurol 18:99-114, 2007


ゲルストマン症候群は左角回の損傷で有名ですが、上頭頂小葉も含まれると想定されます。

124) Strub RL, Geschwind N. Local ization in Gerstmann syndrome. In:Local ization in Neuropsychology (ed by AKertesz), New York, Academic Press, 1983, pp 295321
125) Rusconi E, Pinel P, Dehaene S, et al . The enigma of Gerstmann’s syndrome revisited:a tel l ing tale of the vicissitudes of neuropsychology. Brain 2010; 133: 320-32.


上頭頂小葉と人格との関係を調べた研究では、外向性が上頭頂小葉と正の相関があることがわかりました。
他の人格は自分の感覚であったり考えであるのに対し、外向性は
自分の内ではなく外なので、外からの様々な感覚を統合したりする上頭頂小葉が関与するようです。

126) Toschi N, Passamonti L. Intra-cortical myelin mediates personality differences. J Pers. 2019 Aug;87(4):889-902. doi: 10.1111/jopy.12442. Epub 2018 Nov 13. PMID: 30317636; PMCID: PMC6767500.


上頭頂小葉の損傷では感覚障害など様々な症状の他にも
頭頂葉性運動失調が挙げられます。

127) Critchley M : The Parietal Lobes. Macmillan, London, pp.160-161, 1953.
128) 二村明徳, 河村 満 : 頭頂葉性運動失調. アクチュアル 脳・神経疾患の臨床 小脳と運動失調 : 小脳はなにをしているのか(辻 省次総編集, 西澤正豊専門編集). 中山書店, 東京, pp.289-294, 2013.


また、視覚性運動失調も挙げられます。
上頭頂小葉の損傷では、視覚性の入力が上頭頂小葉に届きますが、ここで障害があり、2つの型に分かれます。
Balint型が中心視野へのリーチ動作が障害され、
Garcin型が周辺視野へのリーチ動作が障害されます。
さらに上頭頂小葉から運動前野へ向けて情報が送られてリーチ動作へ繋がるので、運動前野性のリーチ動作障害にも関与しています。
対象物への脳幹の眼球運動にも関与があるようです。

129) 平山恵造 : 視覚性運動失調. 神経症候学4章大脳連合機能障害III空間認知-動作障害. 神経症候学改訂第二版 第I巻. 文光堂, 東京, pp.155-159, 2006.
130) Galletti C, Kutz DF, Gamberini M, et al. : Role of the medial parieto-occipital cortex in the control of reaching and grasping movements. Exp Brain Res, 153 : 158-170, 2003.


次は、紡錘状回についてです。

紡錘状回については機能として相貌認識があるため損傷による
相貌失認が有名ですが、
他にも漢字・文字の認識、物品認識での活動があります。

131) 前田 眞治 2017 脳画像 p82
132) Malach R, Reppas JB, Benson RR, et al :Object-related activity revealed by functional magnetic resonance imaging in hu-man occipital complex. Proc Natl Acad Sci U S A 92:8135-8139, 1995
133) Grill-Spector K, Kourtzi Z, Kanwisher N:The lateral occipital complex and its role in object recognition. Vision Res 41:1409-1422, 2001
134) Tsao DY, Moeller S, Freiwald WA:Comparing face patch systems in macaques and humans. Proc Natl Acad Sci U S A 105:19514-19519, 2008
135) Kanwisher N, Yovel G:The fusiform face area:a cortical region specialized for the perception of faces. Philos Trans R SocLond B Biol Sci 361:2109-2128, 2006

紡錘状回は相貌失認の病巣として、は右側が有意なようです。
また、創造性にも関与したり、素材の視覚的認知において高次な
質感認知処理に関わっているようです。

136) Bouvier SE, Engel SA:Behavioral deficits and cortical damage loci in cerebral achromatopsia. Cereb Cortex 16:183-191, 2006
137) Hiramatsu C, Goda N, Komatsu H:Transformation from image-based to perceptual representation of materials along the human ventral visual pathway. Neuroimage 57:482-494, 2011
138) de Souza LC, Guimarães HC, Teixeira AJ, et al :Frontal lobe neurology and the creative mind. Front Psychol 5:761, 2014
139) Pidgeon LM, Grealy M, Duffy AHB, et al :Functional neuroimaging of visual creativity:a systematic review and meta-analysis. Brain Behav 6:e00540, 2016

左紡錘状回は文字や文字に似たもの、単語などに反応しています。
後方から前方へ向かって特異性の勾配があるようで、前方ほど、
より高次な機能になってくるようです。

140) Vinckier F, Dehaene S, Jobert A, Dubus JP, Sigman M, Cohen L. Hierarchical coding of letter strings in the ventral stream: dissecting the inner organization of the visual word-form system. Neuron 2007:55: 143-56.
141) Church JA, Coalson R$, Lugar HM, Petersen SE, Schlaggar BL. A developmental fMRI study of reading and repetition reveals changes in phonological and visual mechanisms over age. Cereb Cortex 2008;18:2054-65.


紡錘状回は最初は様々な刺激に反応しているようです。
発達・学習等に伴って熟達した視覚刺激に反応するようです。
それは1人1人違う熟達の仕方をしそうですね。


次は後頭葉に入ります。

後頭回は視覚皮質への最初の入力になります。
上後頭回はドットパターンの動きに反応しており、低次な視覚処理に関与しています。
中後頭回は文字や音素変換が行われており、角回性失読失書にも関与しています。
下後頭回は目や鼻などパーツに反応しています。
また、仮名の純粋失読に関与しており、文字認識にも関与する可能性があります。

143) chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://ir.library.osaka-u.ac.jp/repo/ouka/all/39506/12048_Abstract.pdf
144) 櫻井 靖久, 読み書き障害の基礎と臨床, 高次脳機能研究 (旧 失語症研究), 2010, 30 巻, 1 号, p. 25-32, 公開日 2011/05/11, Online ISSN 1880-6554, Print ISSN 1348-4818, https://doi.org/10.2496/hbfr.30.25, https://www.jstage.jst.go.jp/article/hbfr/30/1/30_1_25/_article/-char/ja, 
145) 小池 秀海, 顔の認知と事象関連電位, 杏林医学会雑誌, 2004, 35 巻, 2 号, p. 153-157, 公開日 2017/02/13, Online ISSN 1349-886X, Print ISSN 0368-5829, https://doi.org/10.11434/kyorinmed.35.153, https://www.jstage.jst.go.jp/article/kyorinmed/35/2/35_KJ00000828786/_article/-char/ja
146) 櫻井 靖久, 非失語性失読および失書の局在診断, 臨床神経学, 2011, 51 巻, 8 号, p. 567-575, 公開日 2011/08/29, Online ISSN 1882-0654, Print ISSN 0009-918X, https://doi.org/10.5692/clinicalneurol.51.567, https://www.jstage.jst.go.jp/article/clinicalneurol/51/8/51_8_567/_article/-char/ja, 


次は舌状回です。


舌状回は鳥距溝の下方部分です。
脳神経ペディアによると単語の認知もしているようです。
街並み失認や大脳色覚障害を生じることから、色や街並みを処理していると考えられます。

147) (石合純夫 2022 高次脳機能障害学第3版)
148) 高橋伸佳 : 視空間認知障害. CR BOOKS 高次機能障害のリハビリテーションVer.3 (武田克彦, 三村 將, 渡邉 修, 編) . 医歯薬出版, 東京, pp.27-32, 2018.
149) Takahashi N, Kawamura M : Pure topographical disorientation─the anatomical basis of landmark agnosia. Cortex, 38 : 717-725, 2002.
150) Bartolomeo P, Bachoud-Lévi AC, Thiebaut de Schotten M. The anatomy of cerebral achromatopsia:a reappraisal and comparison of two case reports. Cortex 2014;56: 138-44.


こちらも同じような結果となっていますね。

151)Cavina-Pratesi C, Kentridge RW, Heywood CA, et al . Separate channels for processing form, texture, and color :evidence from FMRI adaptation and visual object agnosia. Cereb Cortex 2010;20(10) :2319-32.
152) (石合 純夫 2022 高次脳機能障害学第3版 p137)
153) Epstein R, Kanwisher N. A cortical representation of the local visual environment. Nature 1998;392:598601 .
154) Epstein R. Parahippocampal and retrosplenial contributions to human spatial navigation. Trends Cogn Sci 2008; 12:388-96.



さて、ついに下前頭後頭束(IFOF)に戻ってきました。

下前頭後頭束は中縦束、下縦束と共に語彙、意味処理に関わり、
単語のレベルを超えた意味処理には下前頭後頭束を中心とする言語の腹側ネットワークが重要と考えられます。

155) Saur D, Schelter B, Schnel l S, Ket al . Combining functional and anatomical connectivity reveals brain net-works for auditory language comprehension. Neuroimage 2010;49:3187-97.
156) Schwartz MF, Kimberg DY, Walker GM, et al . Anterior temporal involvement in semantic word retrieval :vox-el-based lesion-symptom mapping evidence from aphasia. Brain 2009; 132:3411-27.
157) Makris N, Papadimitriou GM, Kaiser JR, et al . Del ineation of the middle longitudinal fascicle in humans:a quantitative, in vivo, DT-MRI study. Cereb Cortex 2009; 19:777-85.
158) Saur D, Kreher BW, Schnel l S,et al . Ventral and dorsal pathways for language. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105: 18035-40
159) Turken AU, Dronkers NF. The neural architecture of the language comprehension network:converging evidence from lesion and connectivity analyses. Front Syst Neurosci 2011 ;5: 1 . doi : 10.3389/fnsys.2011 . 00001

乗り物酔いに関しては感覚のミスマッチで起こるとされています。
これら下記のミスマッチは皮質や間脳、基底核など様々な場所で起こりますが、それを繋ぐ連合線維も関わっていると考えられます。

161) Van Ombergen A, Heine L, Jillings S, et al :Altered functional brain connectivity in patients with visually induced dizziness. Neuroimage Clin 14:538-545, 2017
162) Zhang LL, Wang JO, Qi LL, et al :Motion sickness:current knowledge and recent advance. CNS Neurosci Ther 22:1524, 2016
164) Catani M, Dell’Acqua F, Bizzi A, et al:Beyond cortical localization in clinico-anatomical correlation.Cortex 48:1262-1287, 2012


運動視という視覚で捉える対象の動きですが、これにより嘔気が
出現するとされています。
この嘔気に下前頭後頭束が重要な役割を果たしています。

163) Napadow V, Sheehan J, Kim J, et al :Brain white matter microstructure is associated with susceptibility to motion-induced nausea. Neurogastroenterol Motil 25:448-e303, 2013


今回の研究では、IFOFは5つに分かれ、左右・性差に有意差はないことが明らかにされました。
中心前回以外と後頭葉を結んでいるようです。

165) Wu Y, Sun D, Wang Y, Wang Y. Subcomponents and Connectivity of the Inferior Fronto-Occipital Fasciculus Revealed by Diffusion Spectrum Imaging Fiber Tracking. Front Neuroanat. 2016;10:88. Published 2016 Sep 23. doi:10.3389/fnana.2016.00088

下前頭後頭束への電気刺激の研究では、強い感情的な幻覚を誘発したとされています。IFOFは視覚や感情などにも関わっているようです。

166) Andelman Gur MM, Gazit T, Strauss I, Fried I, Fahoum F. Stimulating the inferior fronto occipital fasciculus elicits complex visual hallucinations. Brain Stimul. 2020 Nov Dec;13 (6):1577 1579. doi: 10.1016/j.brs.2020.09.003. Epub 2020 Sep 11. PMID: 32927093. 8


失語症患者さんの研究では両側IFOF、ILF、左SLFの
低FA/高MD・RDがみられています。
IFOF、ILF、左SLFは言語に関わっていることが考えられます。

統合失調症の研究では、意味処理の減少と関連し、意味処理にもIFOFが重要であるとされています。

3つめの研究では、意味流暢性とIFOFが関係していることを発見しました。
言語流暢性課題には2種類あります
・(カテゴリ性)意味流暢性課題:「野菜」「動物」の中から答える
・(文字/語)流暢性課題「あ」「か」から始まるものから答える

167) Yao J, Liu X, Lu X, Xu C, Chen H, Zhang Y. Changes in white matter microstructurerelated to non linguistic cognitive impairment in post stroke aphasia. Neurol Res. 2020Aug;42(8):640 648. doi: 10.1080/01616 412.2020.1795578. Epub 2020 Jul 22. PMID:32697169.
168) Surbeck W, Hänggi J, Scholtes F, Viher PV, Schmidt A, Stegmayer K, Studerus E, Lang UE, Riecher Rössler A, Strik W, Seifritz E, Borgwardt S, Quednow BB, Walther S. Anatomical integrity within the inferior fronto occipital fasciculus and semantic processing deficits in schizophrenia spectrum disorders. Schizophr Res. 2020 Apr;218:267 275. doi: 10.1016/j.schres.2019.12.025. Epub 2020 Jan 13. PMID: 31948896. 169) Almairac F, Herbet G, Moritz Gasser S, de Champfleur NM, Duffau H. The left inferior fronto occipital fasciculus subserves language semantics: a multilevel lesion study. Brain S truct Funct. 2015 Jul;220(4):1983 95. doi: 10.1007/s00429 014 0773 1. Epub 2014 Apr 18. PMID: 24744151.



170) (脳ドックのガイドライン2019改訂委員会編 響文社)

脳画像をみて脳室周囲や脳白質に病変の様なものを見たことはありませんか?それはPVH/DSWMHかもしれません。
これはその部位が下記の状態になっていることを表しています。
脳室周囲病変(PVH)
・髄鞘希薄化
・細胞間隙拡大
深部皮質下白質病変(DSWMH)
・髄鞘希薄化
・血管周囲腔拡大
共に重度(混在)(グレード4)
不全脱髄軸索変性
微小梗塞血管周囲腔拡大
慢性脳虚血を反映している



IFOFとMMSE、MoCA、実行機能、エピソード記憶は負の相関を示しています。
さらにWMHをもった患者様からMCI患者を認識する程度は80.5%であり、右ILF、右IFOFが最も寄与しています。

171) Chen HF, Huang LL, Li HY, Qia n Y, Yang D, Qing Z, Luo CM, Li MC, Zhang B, Xu Y. Microstructural disruption of the right inferior fronto occipital and inferior longitudinal fasciculus contributes to WMH related cognitive impairment. CNS Neurosci Ther. 2020 May;26(5):576 588. doi: 10.11 11/cns.13283. Epub 2020 Jan 4. PMID: 31901155; PMCID: PMC7163793.


両側IFOFは幻覚を伴うPD群においてFA値が低く、完全性が低下することが報告されていますが、症状とは有意に相関していません。
しかし、先ほどの研究でIFOFに電気刺激を与えることで感情的な
幻視が生じているので関連いている可能性はありそうですね。
PDのWMH+群はStroopテストの悪化とIFOFが関連しているようです。他にも注意機能の低下がみられるため、IFOFは注意機能にも密接に関係していると考えられます。

172) Yuki N, Yoshioka A, Mizuhara R, Kimura T. Visual hallucinations and inferior longitudinal fasciculus in Parkinson's disease. B rain Behav. 2020 Dec;10(12):e01883. doi: 10.1002/brb3.1883. Epub 2020 Oct 20. PMID: 33078912; PMCID: PMC7749587.
173) Linortner P, McDaniel C, Shahid M, Levine TF, Tian L, Cholerton B, Poston KL. White Matter Hyperintensities Related to Parkinson's Disease Executive Function. Mov Disord Clin Pract. 2020 Apr 30;7(6):629 638. doi: 10.1002/mdc3.12956. PMID: 32775508; PMCID: PMC7396844.



強迫性障害でもIFOFやその他の線維は優位に低いFA値を示しています。さらに神経心理学的パフォーマンスと相関していることから、神経心理学的パフォーマンスとIFOFも関連する可能性があります。

174) Garibot to V, Scifo P, Gorini A, Alonso CR, Brambati S, Bellodi L, Perani D. Disorganization of anatomical connectivity in obsessive compulsive disorder: a multi parameter diffusion tensor imaging study in a subpopulation of patients. Neurobiol Dis. 2010 Feb;37(2) 2):468 76. doi: 10.1016/j.nbd.2009.11.003. Epub 2009 Nov 11. PMID: 19913616.
175) (竹村ら 拡散強調MRIを用いた視覚研究 2015)

電気刺激の症例報告ではIFOFの電気刺激により一過性の失書、失読が生じたとの報告があり、IFOFが読み書きと関連している可能性があります。

176) Motomura K, Fujii M, Maesawa S, Kuramitsu S, Natsume A, Wakabayashi T. Association of dorsal inferior frontooccipital fasciculus fibers in the deep parietal lobe with both reading and writing processes: a brain mapping study. J Neurosurg. 2014;121(1):142-148. doi:10.3171/2014.2.JNS131234

IFOFの完全性の低下は対人関係や社会性と密接に関連しています。
反社会的行動者は様々な白質線維の完全性が低下しているようです。

177) Waller R, Dotterer HL, Murray L, Maxwell AM, Hyde LW. White matter tract abnormalities and antisocial behavior: A systematic review of diffusion tensor imaging studies across development. Neuroimage Clin. 2017 Jan 16;14:201 215. doi: 10.1016/j.nicl.2017.01.014. PMID: 28180079; PMCID: PMC5280002.

PSPの研究でもFA値の低下を認め、前頭葉症状のある患者でより
顕著でした。

178) Kvickström P, Eriksson B, van Westen D, Lätt J, Elfgren C, Nilsson C. Selective frontal neurodegeneration of the inferior fronto occipital fasciculus in progressive supranuclear palsy (PSP) demonstrated by diffusion tensor tractography. BMC Neurol. 2011 Jan 26;11:13. do i: 10.1186/1471 2377 11 13. PMID: 21269463; PMCID: PMC3041656.


USN患者様のFA,MDを追跡した結果どちらも増加しています。
そして右脳梗塞のUSNを有する患者ではIFOFやその他多数の白質線維、皮質の損傷がみられています。


IFOFの完全な欠如を示した患者様は1か月後も左無視の徴候を示しています。
広範な出血性後頭―頭頂葉脳卒中患者様ではIFOFの完全な欠如を示し、2年後もJUSNが残存していたようです。

181) Urbanski M, Thiebaut de Schotten M, Rodrigo S, Catani M, Oppenheim C, Touzé E, Chokron S, Méder JF, Lévy R, Dubois B, Bartolomeo P. Brain networks of spatial awareness: evidence from diffusion tensor imaging tractography. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008 May;79(5):598 601. doi: 10.1136/jnnp.2007.126276. Epub 2007 Nov 8. PMID: 17991702; PMCID: PMC23868 30.



Urbanskiらは、IFOFの切断は後頭葉の視覚入力から前頭葉への遮断を示す可能性があると述べており、これがUSNに繋がっていると考えられます。

181) Urbanski M, Thiebaut de Schotten M, Rodrigo S, Catani M, Oppenheim C, Touzé E, Chokron S, Méder JF, Lévy R, Dubois B, Bartolomeo P. Brain networks of spatial awareness: evidence from diffusion tensor imaging tractography. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008 May;79(5):598 601. doi: 10.1136/jnnp.2007.126276. Epub 2007 Nov 8. PMID: 17991702; PMCID: PMC23868 30.



ADHDの研究では、IFOFのRD値と他動性衝動性スコアが相関していました。
さらに、注意の問題の高い群は左IFOFと左ILFのFAの増加が示されています。

182) Tremblay LK, Hammill C, Ameis SH, Bhaijiwala M, Mabbott DJ, Anagnostou E, Lerch JP, Schachar RJ. Tracking Inhibitory Control in Youth With ADHD: A Multi Modal Neuroimaging Approach. Front Psychiatry. 2020 Nov 19;11:00831. doi: 10.3389/fpsyt.2020.00831. PMID: 33329071; PMCID: PMC7710692.
183) Rossi ASU, Moura LM, Miranda MC, Muszkat M, Mello CB, Bueno OFA. Latent class analysis of attention and white matter correlation in children with attention deficit/hyperactivity disorder . Braz J Med Biol Res. 2018 Oct 4;51(11):e7653. doi: 10.1590/1414 431X20187653. PMID: 30304132; PMCID: PMC6172928.


統合失調症患者の研究では、幻覚のある患者において多数の線維とIFOFが完全性の低下を示していました。
先ほどの幻視にもつながりそうですね。

184) Ć určić Blake B, Nanetti L, van der Meer L, Cerliani L, Renken R, Pijnenborg GH, Aleman A. Not on speaking terms: hallucinations and structural network disconnectivity in schizophrenia. Brain Struct Funct. 2015 Jan;220(1):407 18. doi: 10.1007/s00429 013 0663 y. Epub 2013 Nov 2. PMID: 24185461.


2型糖尿病のエピソード記憶、注意機能障害と右IFOF、右ILFは優位な相関を示しており、エピソード記憶の低下や注意機能障害にIFOFが関連している可能性が示されています。

185) Gao S, Chen Y, Sang F, Yang Y, Xia J, Li X, Zhang J, Chen K, Zhang Z. White Matter Microstructural Change Contributes to Worse Cognitive Function in Patients With Type 2 Diabetes. Diabetes. 2019 Nov;68(11):2085 2094. doi: 10.2337/db19 0233. Epub 2019 Aug 22. PMID: 31439643; PMCID: PMC6804632.


自閉症スペクトラム指数では両側UF・IFOFのFAと負の相関がみられています。

186) Schröder Y, Hohmann DM, Meller T, Evermann U, Pfarr JK, Jansen A, Kamp Becker I, Grezellschak S Grezellschak S, Nenadić I. Associations of subclinical autistic, Nenadić I. Associations of subclinical autistic--like traits with brain structural like traits with brain structural variation using diffusion tensor imaging and voxelvariation using diffusion tensor imaging and voxel--based morphometry. Eur Psychiatry. based morphometry. Eur Psychiatry. 2021 Mar 3;64(1):e27. doi: 10.1192/j.eurpsy.2021.15. PMID: 33653433; PMCID: 2021 Mar 3;64(1):e27. doi: 10.1192/j.eurpsy.2021.15. PMID: 33653433; PMCID: PMC8080214PMC8080214..


転換性注意能力を評価した研究では、加齢がIFOF等の低下に関連していました。
また、IFOFの平均FAはセットシフトパフォーマンスと最も強い関係を示しています。

187) Perry ME, McDonald CR, Hagler DJ Jr, Gharapetian L, Kuperman JM, Koyama AK, Dale AM, McEvoy LK. White matter tracts associated with set shifting in healthy aging. Neuropsychologia. 2009 Nov;47(13):2835 42. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2009.06.008. Epub 2009 Jun 21. PMID: 19540862; PMCID: PMC2749901.


てんかん患者様の研究では、IFOFがTMT-Bと相関していることが示唆されました。

188) Kucukboyaci NE, Girard HM, Hagler DJ Jr, Kuperman J, Tecoma ES, Iragui VJ, Halgren E, McDonald CR. Role of frontotemporal fiber tract integrity in task switching performance of healthy controls and patients with temporal lobe epilepsy. J Int Neuropsychol Soc. 2012 Jan;18(1):57 67. doi: 10.1017/S1355617711001391. Epub 2011 Oct 12. PMID: 22014246; PMCID: PMC3482626.



最後に、IFOFは様々な疾患や症状に関与していますが、症状や疾患そのものというよりは(局所損傷を別として)その連絡経路の切断における症状だと思われます。
次もまた白質線維を追っていくので、興味のある方は見ていただけると幸いです。
ご覧になっていただきありがとうございました。


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