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脳梁（ラテン語で「丈夫な体」の意）は、脳の大脳皮質の下にある、幅広で厚い神経束で、平らな交連線維の束から成ります。脳梁は胎盤哺乳類にのみ存在します。[ 1 ]縦裂の 一部にまたがり、左右の大脳半球をつなぎ、それらの間のコミュニケーションを可能にします。人間の脳の中で最大の白質構造であり、長さは約10cm （3.9インチ）で、2億～ 3億本の軸索突起から成ります。[ 2 ] [ 3 ]
脳梁の亜領域として分類される複数の独立した神経路が、大脳半球のさまざまな部分をつないでいる。主なものは、膝部、吻部、体部、膨大部として知られている。[ 4 ]
脳梁は、左右の大脳半球を隔てる縦裂の底を形成している。脳梁の一部は側脳室の天井を形成している。[ 5 ]
脳梁には、大脳半球のさまざまな部分をつなぐ個々の神経路である 4 つの主要部分があります。これらは、吻、膝、幹または体、および膨大部です。[ 4 ]幹と膨大部からの線維は、まとめてタペタム（「カーペット」）と呼ばれ、各側脳室の天井を形成します。[ 6 ]
脳梁の前部、前頭葉に向かう部分は膝部（genu）と呼ばれます。膝部は透明中隔の前方で下方後方に湾曲し、厚みが著しく減少します。下方の、はるかに薄い部分は吻部（rostrum）と呼ばれ、下方で終板（labina terminalis）と繋がっています。終板は室間孔から視神経茎基部の陥凹まで伸びています。吻部は鳥のくちばしに似ていることからその名が付けられました。
脳梁の末端部、小脳側は脳梁膨大部と呼ばれます。ここは最も厚い部分で、第三脳室の脈絡膜と中脳を覆い、厚く凸状の自由縁で終わります。脳梁膨大部はギリシャ語で「包帯」を意味します。
脳梁の幹は、脳梁膨大部と脳梁膝部の間に位置している。
脳梁の両側では、線維は白質内で放射状に伸び、大脳皮質のさまざまな部分へと伸びています。膝部から前頭葉へと前方に湾曲する線維は小鉗子（前鉗子とも呼ばれる）を構成し、膨大部から後頭葉へと後方に湾曲する線維は大鉗子（後鉗子とも呼ばれる）を構成します。[ 4 ]これらの2つの部分の間には、線維の本体があり、これはタペタムを構成し、両側で側頭葉へと外側に伸び、側脳室の中央部を覆っています。タペタムと前交連は、左右の側頭葉をつなぐ機能を共有しています。
前大脳動脈は吻の下面に接しており、膝の前部を弓状に覆い、体幹に沿って走行し、脳梁の前方の5分の4に血液を供給している。[ 7 ]
サブ領域の線維のサイズ、髄鞘化の量、および密度は、それらが接続する脳領域の機能に関連しています。[ 8 ]髄鞘化は、ニューロンをミエリンで覆うプロセスであり、ニューロン間の情報伝達を助けます。このプロセスは、人生の最初の10年間で成長がピークに達し、30代まで続くと考えられています。[ 9 ]細くて髄鞘化の少ない線維は伝導速度が遅く、連合野と前頭前野を接続します。太くて伝導速度の速い線維は、視覚野と運動野を接続します。[ 10 ]
図示されたトラクトグラムは、左から右へ、脳梁の6つのセグメントからの神経路を示しており、大脳半球間の皮質領域を連結している。膝部は珊瑚色、前運動野は緑色、感覚運動野は紫色、頭頂部はピンク色、側頭部は黄色、膨大部は青色で示されている。[ 11 ]
膝部のより細い軸索は、脳の2つの半球間の前頭前皮質を接続します。これらの線維は、タペタムからのフォーク状の線維束、小鉗子から生じます。脳梁の幹部のより太い軸索は、運動皮質の領域を相互接続し、脳梁のより広い部分は、ブローカ野を含む補足運動領域に割り当てられています。膨大部は、頭頂葉の2つの半球と後頭葉の視覚皮質の間で体性感覚情報を伝達します。これらは大鉗子の線維です。[ 12 ] [ 13 ]
5歳から18歳までの子供を対象とした研究では、年齢と脳梁の厚さの間に正の相関関係があることがわかった。[ 3 ]
脳梁と性別との関係は、1世紀以上にわたり科学界と一般社会で議論の的となってきた。20世紀初頭の初期の研究では、脳梁の大きさは男女で異なると主張された。その研究はその後疑問視され、最終的には、以前の相関関係を否定すると思われるより高度な画像技術に取って代わられた。しかし、 1990年代に開発された計算神経解剖学の高度な分析技術により、性差は明確であるが、脳梁の特定の部分に限られ、特定のテストでの認知能力と相関することが示された。[ 14 ] MRI研究では、脳の大きさを補正した後、正中矢状面の脳梁の断面積は平均して女性の方が比例的に大きいことがわかった。[ 15 ]
MRI装置で拡散テンソルシーケンスを使用すると、分子が組織の特定領域に出入りする速度である異方性を測定し、解剖学的結合強度の間接的な測定として使用できます。これらのシーケンスでは、ヒトの脳梁の形状と微細構造に一貫した性差が見つかりました。具体的には、男性の脳梁と比較して、女性の脳梁では信号強度が増加し、分数異方性が減少しています。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
形状とサイズによる分析は、MRI との特定の三次元数学的関係を研究するためにも使用されており、性別間で一貫した統計的に有意な差が見つかっています。[ 19 ] [ 20 ]特定のアルゴリズムは、あるレビューで 70% 以上のケースで 2 つの性別間に有意な差があることを発見しました。[ 21 ]
2005年の研究では、トランスジェンダーの人々の脳梁の大きさや構造を調べたところ、脳梁は出生時に割り当てられた性別よりも、本人が宣言した性別により構造的に合致していることがわかった。[ 21 ]
ある研究では、左利きと両利きの人の脳梁の前部は右利きの人よりも0.75 cm 2または 11% 大きいと報告されています。 [ 22 ] [ 23 ]この違いは脳梁の前部と後部で明らかでしたが、脳梁膨大部では明らかではありませんでした。[ 22 ]しかし、2022 年のメタ分析では、左利き、右利き、両利きに関連する脳梁の実質的な違いは確認されませんでした。[ 24 ]代わりに、利き手の程度は脳梁の大きさと負の相関関係にあると示唆する人もいます。つまり、両手を器用に使える人は脳梁が最も大きく、左手または右手の場合はその逆になります。[ 25 ]
脳梁の形成は、ヒトの胎児発生では約12週目、マウスの胚発生では15日目頃に、先駆軸索が正中線を初めて横断することから始まります。 [ 26 ] [ 27 ]
難治性（治療が困難な）てんかんの症状は、脳梁切断術と呼ばれる手術で脳梁を切断することで軽減できます。[ 28 ]これは通常、脳の片側のてんかん原性焦点によって複雑発作または大発作が引き起こされ、半球間電気的嵐が発生する場合に限られます。この手術の診断には、部分的な脳梁切断術を検討する前に、脳波検査、MRI、PETスキャン、および神経内科医、脳神経外科医、精神科医、神経放射線科医による評価が含まれます。[ 29 ]
脳梁無形成症（ACC）はまれな先天性疾患で、ヒトに見られる最も一般的な脳奇形の 1 つです。[ 30 ]この疾患では、脳梁が部分的または完全に欠損しています。ACC は通常、生後 2 年以内に診断され、乳幼児期または小児期に重度の症候群として、若年成人期に軽症として、または無症状の偶発的発見として現れることがあります。ACC の初期症状には、通常、けいれんがあり、その後、摂食障害や、頭をまっすぐに保つ、座る、立つ、歩くのが遅れることがあります。その他の可能性のある症状には、精神および身体の発達、手と目の協調、視覚および聴覚記憶の障害などがあります。水頭症も発生する可能性があります。軽症の場合、けいれん、反復発話、頭痛などの症状は何年も現れないことがあります。ACC によく関連する症候群には、アイカルディ症候群、アンダーマン症候群、シャピロ症候群、アクロカロサル症候群などがあります。
ACCは通常、致命的ではありません。治療は通常、水頭症や発作などの症状が発生した場合の管理を伴います。この障害を持つ多くの子供は正常な生活を送り、平均的な知能を持っていますが、綿密な神経心理学的検査により、ACCのない同年齢および同教育の個人と比較して、高次皮質機能に微妙な違いがあることが明らかになります。発達遅延および/または発作障害を伴うACCの子供は、代謝障害のスクリーニングを受けるべきです。[ 31 ]
脳梁無形成症の他に、同様の症状としては、低形成（部分的な形成）、異形成（奇形）、低形成（発達不全、薄すぎる場合も含む）などがある。
他の研究でも、脳梁奇形と自閉症スペクトラム障害との関連性の可能性が指摘されている。[ 32 ] [ 33 ]
映画『レインマン』の着想源となったサヴァン症候群のキム・ピークは、FG症候群の一部として脳梁無形成症であることが判明した。
前部脳梁病変は、無動性無言症または失語症を引き起こす可能性があります。参照：
性別と脳梁の関係について最初に研究したのは、フィラデルフィアの解剖学者RBビーンで、1906年に「脳梁の並外れた大きさは並外れた知的活動を意味する可能性がある」とし、男性と女性の間には測定可能な違いがあると示唆した。当時の政治情勢を反映してか、彼はさらに人種によって脳梁の大きさに違いがあると主張した。彼の研究は最終的に、彼自身の研究所の所長であるフランクリン・モールによって反駁された。 [ 35 ]
より主流に影響を与えたのは、ホロウェイとウタムシングによる1982年のサイエンス誌の記事で、人間の脳の形態に性差があり、それが認知能力の違いと関連していることを示唆した。[ 36 ]タイム誌は1992年に、脳幹が「女性の脳では男性の脳よりも広いことが多いため、半球間のクロストークがより活発になり、女性の直感の基礎となっている可能性がある」と示唆する記事を掲載した。[ 37 ]
心理学文献におけるその後の出版物では、脳梁の解剖学的サイズが実際に異なるかどうかについて疑問が呈されている。1980年以降の49の研究のメタ分析では、de Lacoste-UtamsingとHollowayとは異なり、男性の脳のサイズが大きいことを考慮に入れたかどうかにかかわらず、脳梁のサイズに性差は見られなかった。[ 35 ] 2006年の薄切MRIを用いた研究では、被験者のサイズを考慮した場合、脳梁の厚さに差は見られなかった。[ 38 ]
脳梁は胎盤哺乳類にのみ存在し、単孔類や有袋類[ 39 ]、および鳥類、爬虫類、両生類、魚類などの他の脊椎動物には存在しない[ 40 ] 。他のグループには、2つの半球間のコミュニケーションを可能にする他の脳構造があり、例えば、有袋類では半球間コミュニケーションの主要な手段として機能する前交連[ 41 ] [ 42 ]があり、新皮質（新皮質とも呼ばれる）から生じるすべての交連線維を伝達するが、胎盤類では前交連はこれらの線維の一部しか伝達しない[ 43 ] 。
霊長類では、神経伝達速度は髄鞘化、つまり脂質コーティングの程度に依存します。これは神経軸索の直径に反映されます。ほとんどの霊長類では、神経インパルスの伝達に必要な距離の増加を補うために、軸索の直径は脳の大きさに比例して増加します。これにより、脳は感覚インパルスと運動インパルスを調整することができます。しかし、チンパンジーとヒトの間では、脳全体のサイズのスケーリングと髄鞘化の増加は起こっていません。このため、ヒトの脳梁はマカクの脳梁の2倍の時間で半球間のコミュニケーションを必要とします。[ 12 ]脳梁が現れる線維束は、ヒトでは海馬構造に侵入して楔のように分離するほどに増大することがあります。[ 44 ]
