皮質ミニコラム(皮質ミクロコラムとも呼ばれる[1])は、脳の皮質層を貫く垂直のコラムである。ミクロコラム内のニューロンは「共通の入力を受け取り、共通の出力を持ち、相互接続されており、大脳皮質の基本的な計算単位を構成している可能性がある」。[2] [3]ミニコラムは、霊長類の一次視覚野(V1)を除いて、おそらく80~120個のニューロンから構成され、霊長類の一次視覚野(V1)では、通常その2倍以上のニューロンが存在する。ヒトには約2×10 8個のミニコラムが存在する。[4]計算によると、ミニコラムの直径は約28~40 μmである。[2]ミニコラムは、胚内の前駆細胞 から成長し、皮質の複数の層(2~6)内のニューロンを含む。[5]

多くの情報源、特にマウントキャッスル[2]は、ミニカラムの存在を支持しており、強力な証拠を検証したブクスホーヴェデンとカサノバ[6]は、「...ミニカラムは皮質組織の強力なモデルと見なされなければならない」と結論付け、「[ミニカラムは]大脳新皮質がニューロン、経路、および固有回路を組織化する 最も基本的で一貫したテンプレートである」と結論付けています。
50μmのミニカラム内の細胞はすべて同じ受容野を持ちますが、隣接するミニカラムは異なる受容野を持つ場合があります。[7]
ニューロンの数
ミニカラム内のニューロン数は80~100個と推定される。[6] [2] [8]
ジョーンズ[7]は、ミニカラムまたはマイクロカラムとして解釈できるさまざまな観察について説明し、ミニカラムあたり11~142個のニューロンの例を示しています。

ミニカラムの数
皮質または新皮質のニューロン数は2×10 10のオーダーと推定されています。[9] [10]皮質ニューロンのほとんど[11] (おそらく90% [要出典] ) は新皮質ニューロンです。
ヨハンソンとランスナー[4]は、大脳新皮質のニューロン数を2×1010個、ミニカラムあたりのニューロン数を100個と推定し、ミニカラム数を2×108個と推定した。
Spornsらは2×10 7 – 2×10 8ミニカラムと推定している。[12]
ミニカラムのサイズ
ミニカラムの横径は40~50μm程度である。[2] [6] 35~60μm; [要出典] 80μm間隔で50μm、[要出典]または50μm間隔で30μm。[要出典] より大きなサイズのものはヒトのミニカラムではない可能性があり、例えばマカクザルのV1ミニカラムは直径31μmで、142個の錐体細胞[要出典]、つまり1mm2あたり1270本のカラムがある。同様に、ネコのV1のミニカラムははるかに大きく、約56μmである。[要出典]
面積からサイズを計算することもできます。皮質(両半球)が 1.27×10 11 μm 2の場合、大脳新皮質に2×10 8 個のミニコラムがあるとすると、それぞれは 635 μm 2となり、直径は 28 μm となります(皮質面積を一般に引用されている値の 2 倍にすると、40 μm になります)。Johansson と Lansner [4]も同様の計算を行い、36 μm という結果になりました(p51、最後の段落)。
ミニカラム内の下向きに突出する軸索の直径は約 10 μm で、周期性と密度は皮質内のものと似ていますが、必ずしも一致しているわけではありません。[引用が必要]
参照
参考文献
- ^ Cruz, Luis; Buldyrev, Sergey; Peng, Shouyong; Roe, Daniel; Urban, Brigita; Stanley, HE; Rosene, Douglas (2005 年 2 月)。「サルの脳における微小柱状構造の地域差を特定し定量化する統計的密度マップ法」。Journal of Neuroscience Methods。141 ( 3): 321–332。doi :10.1016/j.jneumeth.2004.09.005。PMID 15661314。S2CID 6316809 – Elsevier Science Direct 経由。
- ^ abcde Mountcastle, Vernon (1957年7月). 「猫の体性感覚皮質の単一ニューロンの様相と地形特性」. Journal of Neurophysiology . 20 (4): 408–34. doi : 10.1152/jn.1957.20.4.408 . PMID 13439410.
- ^ Bennett, Max (2020年7月). 「感覚皮質の新皮質微小回路の統一理論の試み」. Frontiers in Neural Circuits . 14:40 . doi : 10.3389/fncir.2020.00040 . PMC 7416357. PMID 32848632 .
- ^ abc Johansson, Christopher; Lansner, Anders (2007). 「皮質サイズの人工ニューラルシステムに向けて」.ニューラルネットワーク. 20 (1): 48–61. doi :10.1016/j.neunet.2006.05.029. PMID 16860539.
- ^ ジェフ・ホーキンス、サンドラ・ブレイクスリー 『知性について』 p.94
- ^ abc Buxhoeveden, Daniel P.; Casanova, Manuel F. (2002年5月). 「神経科学におけるミニコラム仮説」. Brain . 125 (Pt 5): 935–951. doi : 10.1093/brain/awf110 . ISSN 0006-8950. PMID 11960884.
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- ^ Claudia Krebs MD PhD、Joanne Weinberg PhD、Elizabeth Akesson MSc。Lippincott's Illustrated Reviews: Neuroscience、2013 年 11 月 10 日アクセス。第 13 章、II.A、「皮質の組織学的組織」
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外部リンク
- 「WH Calvinの『皮質柱、モジュール、およびヘブビアン細胞アセンブリ』(MIT Press 1995年)」williamcalvin.com 。 2017年12月31日閲覧。
