ハベヌラ

ハベヌラ
人間の脳の内側の側面。赤で示された視床上部の松果体または小体の前にある手綱の位置を示しています。手綱の交連はラベル付けされており、手綱とつながっています。
赤色で示された松果体のすぐ前に青色で示されたハベヌラがある
識別子
メッシュ	D019262
ニューロネーム	294
ニューロレックスID	ビルンレックス
TA98	A14.1.08.003
TA2	5662
ＦＭＡ	62032
神経解剖学の解剖用語 [Wikidataで編集]

手綱 （ラテン語の「手綱」を意味するhabenaの縮小形）は、脊椎動物の脳にある小さな両側性神経構造で、豆粒ほどの大きさしかないため、微細構造とも呼ばれています。小さな手綱という名前は、視床上部にある細長い形状をしており、第三脳室に接し、松果体の前にあることから付けられました。^[1]

微細構造ではあるが、各手綱核は内側手綱核 (MHb) と外側手綱核 (LHb) の 2 つの異なる核領域に分かれており、それぞれ異なる神経細胞集団、入力、出力を持っている。^{[2] [3]}内側手綱核は 5 つの亜核に、外側手綱核は 4 つの亜核に細分化できる。^[4]研究では、MHb と LHb の形態的複雑さが示されている。MHb への異なる入力は、異なる亜核間で区別される。^[5] 2 つの核領域では、それぞれに異なる機能を与える遺伝子発現に違いがある。 ^[6]

手綱核は脊椎動物全体で保存された構造です。哺乳類では対称性が非常に高く、魚類、両生類、爬虫類では大きさ、分子構成、接続が非常に非対称です。^{[1]手綱核は、}大脳辺縁系の経路の主要な構成要素です。^[1]手綱核と脚間核の間の束屈筋経路は、発達中の脳で最初に形成される主要な神経経路の 1 つです。 ^[1]

手綱核は、前脳領域と中脳領域を接続する中心構造であり、感情と感覚の処理を統合するハブまたはノードとして機能します。^[2]大脳辺縁系、感覚、基底核からの情報を統合して、適切で効果的な反応を導きます。^[5]手綱核は、モノアミン神経伝達物質、特にドーパミンとセロトニンの調節に関与しています。^{[2] [3]} これらの神経伝達物質は両方とも、不安障害や回避行動と深く関連しています。^[2]手綱核の機能は、動機付け、感情、学習、痛みにも関与しています。^[2] MHbは、うつ病、ストレス、記憶、ニコチン離脱に重要な役割を果たしているほか、コカイン、メタンフェタミン、アルコール依存症にも関与しています。^{[6] MHbには、多くの}依存症に関与するニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）が高レベルで存在します。以前は、その発現は依存症に関連する他の構造でのみ確認されていました。MHbでの発現は、その後の研究の焦点となりました。^[6]

各手綱核には、内側手綱核 (MHb) と外側手綱核 (LHb) の 2 つの部分があります。研究により、内側手綱核は 5 つの亜核に、外側手綱核は 4 つの亜核に分割できることが示されています。^{[4]右手綱核と左手綱核は、}手綱交連によって互いに接続されています。松果体はこの領域で脳に付着しています。^[7]内側手綱核 (MHb) は、後透明中隔とブローカ対角帯からの接続を受け取り、外側手綱核は、外側視床下部、側坐核、内淡蒼球、腹側淡蒼球、ブローカ対角帯から求心性神経を受け取ります。^[8]全体として、この複雑に相互接続された領域は背側間脳伝導系（DDCS）の一部であり、大脳辺縁系から中脳、後脳、内側前脳に情報を中継する役割を担っています。^{[9] [10]}

外側手綱核（LHb）への主な入力領域は、外側視床下部野（海馬と外側中隔からの入力をもたらす）、腹側淡蒼球（視床の側坐核と内側背核からの入力をもたらす）、外側視床下部、内側手綱核、および淡蒼球内節（他の基底核構造からの入力をもたらす）である。^[8]

外側手綱核のニューロンは「報酬陰性」であり、不快な出来事、報酬の欠如、罰の存在など、特に予測できない場合に関連する刺激によって活性化される。^[11]外側手綱核への報酬情報は淡蒼球の内部から来る。^[12]

外側手綱核の出力は、ドーパミン作動性領域（黒質 緻密部と腹側被蓋野）、セロトニン作動性領域（正中縫線核と背側縫線核）、およびコリン作動性領域（外側背側被蓋核）を標的とする。^[8]この出力は黒質緻密部と腹側被蓋野のドーパミンニューロンを抑制し、外側手綱核の活性化はそれらの不活性化につながり、逆に外側手綱核の不活性化はそれらの活性化につながる。^{[13]外側手綱核は、}回避反応の獲得においては外側背側被蓋核の作用に対抗するが、後の回避が記憶、動機付け、またはその実行である場合にはその処理に対抗しない。^[14]研究によると、外側手綱は意思決定において重要な役割を果たしている可能性があることが示唆されている。^[15]

また、LHbの異常な活動とうつ病の間にも関連があることが示されている。^[16]

内側手綱（MHb）は、後部透明中隔とブローカ対角帯からの接続を受ける。^[8]内側手綱への入力は様々な領域から行われ、多くの異なる化学物質を運ぶ。MHbへの神経投射のほとんどは中隔領域から来る。^[5]入力領域には、中隔核（中隔采核と中隔三角核）、腹側被蓋野束間核からのドーパミン入力、青斑核からのノルアドレナリン入力、ブローカ対角帯からのGABA入力が含まれる。内側手綱はグルタミン酸、サブスタンスP、アセチルコリンを中脳脚間核を経由して中脳水道周囲灰白質と松果体に送ります。 ^{[17] [18]}

手綱核の非対称性は、1883年にニコラウス・ゴロノヴィッチによって初めて指摘された。^[7]様々な種が手綱核ニューロンの左右非対称な分化を示す。多くの魚類と両生類では、片側の手綱核は小さい方の対よりもかなり大きく、背側間脳に明確な核としてよく組織化されている。このような分化の左右のどちらがより発達しているかは種によって異なる。しかし、鳥類と哺乳類では、両方の手綱核はより対称的であり（完全ではないが）、両側に内側核と外側核から成り、魚類と両生類ではそれぞれ背側手綱核と腹側手綱核に相当する。^{[19] [8] [20]}

一部の魚類（ヤツメウナギおよび硬骨魚類）では、僧帽細胞（主要な嗅覚ニューロン）の軸索が、非対称的に手綱核の右半球にのみ投射している。背側手綱核（DHb）は機能的に非対称であり、主に右半球で嗅覚反応を起こすことが報告されている。また、DHbニューロンは嗅覚刺激がない場合でも自発的に活動することが示された。これらの自発的に活動するDHbニューロンは、嗅覚反応を制御すると提案された機能クラスターに編成されている。^[21]

これらの核はドーパミンやセロトニンなどのモノアミンの調節に関与していると考えられている。^{[22] [23]}

手綱核は、痛みの処理、生殖行動、栄養、睡眠覚醒周期、ストレス反応、学習に関与している。fMRI [24] および単一ユニット電気生理学 [13] を用いた最近の実証では、特に^負の^{フィードバック}または負の報酬の符号化に関して、外側手綱核の機能が報酬処理と密接に関連していることが示された。松本と彦坂は 2007 年に、脳内のこの報酬および報酬-負の​​情報は「外側手綱核、基底核、およびモノアミン作動性 (ドーパミン作動性およびセロトニン作動性) システム間の相互作用を通じて精緻化される」可能性があり、外側手綱核がこの「統合機能」において極めて重要な役割を果たしている可能性があると示唆した。^[13]その後、Bromberg-Martin らは、 （2011）は、側方手綱核のニューロンが、正と負の報酬予測誤差に加えて、正と負の情報予測誤差も伝えることを強調した。^[25]

うつ病患者では内側手綱と外側手綱の両方の容積が減少している。右側のニューロン細胞数も減少していた。^{[26]このような変化は統合}失調症患者では見られない。^{[26]外側手綱の主要な求心性束（すなわち、視床延髄条）の} 脳深部刺激療法は、重度、長期化、治療抵抗性のうつ病の治療に使用されている。^{[27] [28]}

動物実験では、 N-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体依存性の外側手綱核におけるバースト発火がうつ病と関連していることが示されており、 ^{[29]全身麻酔薬}ケタミンは受容体拮抗薬として作用してこの発火を阻害することが示されている。^[30] ケタミンはヒトにおいて即効性の抗うつ効果を示した（0.5 mg/bw kg用量）ことから、数多くの研究の対象となっている。^[31]

最近の手綱核の調査では、その構造が生物の現在の気分、やる気、報酬認識と関連していることがわかってきた。^[32]これまで、LHb は「反報酬」信号として特定されていたが、最近の研究では、LHb は好みを識別し、脳が潜在的な行動とそれに続く動機付けの決定を区別するのに役立つことが示唆されている。^[33]パブロフの条件付けモデルを使用した研究では、手綱核の反応の増加が示された。^[34]この増加は、より嫌悪的な罰（電気ショックなど）に関連する条件刺激と一致していた。^[34]したがって、研究者は、LHb の抑制または損傷によりこのような情報の処理が失敗し、ランダムな動機付け行動につながる可能性があると推測している。^{[33] [34]}

LHb は、依存性行動に関連する報酬と動機の関係を理解する上で特に重要です。^[32] LHb はドーパミン作動性ニューロンを抑制し、ドーパミンの放出を減少させます。^[35]いくつかの動物実験により、報酬を受け取るとドーパミン レベルの上昇が同時に起こることが判明しましたが、動物が学習した関連性を学習すると、ドーパミン レベルは上昇したままになり、報酬が取り除かれたときにのみ低下します。^{[20] [23] [32] [35]}したがって、ドーパミン レベルは予測されていない報酬と「正の予測エラー」がある場合にのみ増加します。^[20]さらに、予期された報酬が取り除かれると LHb が活性化され、ドーパミン レベルが抑制されることが判明しました。^[20]この発見は、依存性薬物がドーパミン レベルの上昇と関連している理由を説明するのに役立ちます。^[20]

国立薬物乱用研究所によると、米国では予防可能な死亡の5分の1がタバコの使用が原因である。^[36] ニコチンはほとんどのタバコ製品に含まれる依存性のある薬物であり、体内の血流に容易に吸収される。^[36]タバコとニコチンの使用によるリラックス効果についてはよくある誤解があるが、動物の行動試験ではニコチンに不安誘発作用があることが実証されている。^[37] ニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）は、ニコチン活性の主要部位として特定されており、結果として生じる細胞分極を制御する。^[38] nAChRは多数のαサブユニットとβサブユニットで構成され、LHbとMHbの両方に存在し、研究では依存症と離脱行動において重要な役割を果たしている可能性があることが示唆されている。^{[38] [39]}

手綱は3億6000万年以上前に脊椎動物に出現した、よく保存された構造です。^{[4]手綱交連は1555年に}アンドレアス・ヴェサリウスによって初めて記述され^[40]、手綱核は1872年にテオドール・ヘルマン・マイネルトによって記述されました。^[41]

• BrainMaps プロジェクトの「Habenula」を含む染色された脳スライス画像
• NIF 検索 - Habenula は、Wayback MachineのNeuroscience Information Framework経由で2016-03-04 にアーカイブされました。
• 神経解剖学実験室セクションアトラス