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新皮質は、新皮質、等皮質、または6層皮質とも呼ばれ、感覚知覚、認知、運動指令の生成[ 1 ]、空間推論、言語[ 2 ]などの高次脳機能に関与する哺乳類の脳皮質の層のセットです。新皮質はさらに、真の等皮質と前等皮質に細分化されます[ 3 ]。
人間の脳では、大脳皮質はより大きな新皮質とより小さな異皮質から構成され、それぞれ90%と10%を占めています。[ 4 ]新皮質は、外側から内側に向かってIからVIとラベル付けされた6つの層から構成されています。
この用語は、ラテン語のcortex（「樹皮」または「皮」）とギリシャ語のneo-（「新しい」）を組み合わせたものです。Neopalliumも同様のハイブリッドで、ラテン語のpallium（「マント」）に由来します。Isocortexとallocortex は、ギリシャ語のisos（「同じ」）とallos （「他の」）を組み合わせたハイブリッドです。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
新皮質は、脳組織の中でその構造と層の数において最も発達している。[ 8 ]新皮質は、大脳のより深い白質（有髄軸索）を取り囲む灰白質、すなわち神経細胞体と無髄線維から構成される。ただし、これは厚さ約2～4mmの非常に薄い層である。[ 9 ]新皮質には、前等皮質と真等皮質の2種類の皮質がある。前等皮質は、真等皮質と周辺異皮質（異皮質の一部）の間の移行領域である。これは、帯状皮質（辺縁系の一部）、ブロードマン野24、25、30、32、島皮質、傍海馬回に存在する。
これまでに研究されたすべての哺乳類（人間を含む）の中で、ヒレナガゴンドウとして知られる海洋イルカの一種が、最も多くの新皮質ニューロンを持っていることがわかっています。[ 10 ]
齧歯類やその他の小型哺乳類では新皮質は滑らかですが、ゾウ、イルカ、霊長類やその他の大型哺乳類では深い溝（脳溝）と隆起（脳回）があります。これらのひだによって新皮質の表面積が大幅に増加します。人間の脳は、主要な脳回と脳溝の全体的なパターンは同じですが、細部は人によって異なります。[ 11 ]発生中に脳回が形成されるメカニズムは完全には解明されておらず、軸索張力[ 12 ] 、皮質の座屈[ 13 ] 、または皮質の異なる領域での細胞増殖率の違い[ 14 ]など、脳回形成を説明するいくつかの競合する仮説があります。
新皮質には、他のニューロンへの影響に基づいて名付けられた興奮性ニューロン（約80%）と抑制性ニューロン（約20%）の両方が含まれています。 [ 15 ]人間の新皮質は、数百種類の異なる細胞で構成されています。[ 16 ]新皮質の構造は比較的均一であり（そのため、「同型」および「同種」皮質という別名があります）、主に細胞の種類とニューロンの接続によって分離された6つの水平層で構成されています。[ 17 ]しかし、この均一性には多くの例外があります。たとえば、第IV層は、一次運動皮質では小さいか、または存在しません。皮質内にはいくつかの標準的な回路があります。たとえば、上層IIおよびIIIの錐体ニューロンは軸索を新皮質の他の領域に投射しますが、より深い層VおよびVIの錐体ニューロンは、視床、脳幹、脊髄など、皮質外に投射することがよくあります。第 IV 層のニューロンは、皮質外 (主に視床) からシナプス結合の大部分を受け取り、他の皮質層と短距離の局所的な結合を形成します。[ 15 ]したがって、第 IV 層は入力される感覚情報の主な受信者であり、それを他の層に分配してさらに処理します。
新皮質は、皮質柱と呼ばれる垂直構造に配置されているとよく説明されます。皮質柱とは、直径がおよそ 0.5 mm (深さ 2 mm、つまり 6 層すべてにまたがる) の新皮質のパッチです。これらの柱は、新皮質の基本的な繰り返し機能単位と考えられていますが、解剖学的、サイズ、機能に関する多くの定義は、一般的に互いに一致しておらず、その構造や機能、あるいは新皮質を柱の観点から理解しようとすること自体が意味があるかどうかについて、合意が得られていません。[ 18 ]
新皮質は、胚発生上、前脳の吻側部分である背側終脳から発生する。新皮質は、頭蓋骨の上部の頭蓋縫合によって区切られた領域に分けられ、前頭葉、頭頂葉、後頭葉、側頭葉に分かれており、それぞれ異なる機能を果たす。例えば、後頭葉には一次視覚野があり、側頭葉には一次聴覚野がある。新皮質のさらに細分化された領域は、より具体的な認知プロセスを担っている。ヒトでは、前頭葉には、腹外側前頭前野（ブローカ野）に局在する複雑な言語処理など、ヒト種で強化された、あるいはヒト種に特有の能力に特化した領域がある。[ 15 ]ヒトや他の霊長類では、社会的および感情的処理は眼窩前頭皮質に局在している。
新皮質は睡眠、記憶、学習過程において影響力のある役割を果たすことも示されています。意味記憶は新皮質、特に新皮質の前外側側頭葉に保存されているようです。 [ 19 ]また、新皮質は道具的条件付けにも関与しており、感覚情報と運動計画に関する情報を基底核に伝達する役割を担っています。[ 19 ]新皮質のニューロンの発火率も徐波睡眠に影響を与えます。ニューロンが静止して過分極しているとき、ダウン状態と呼ばれる緩やかな振動中に抑制期間が発生します。新皮質のニューロンが興奮脱分極相にあり、短時間高頻度で発火しているとき、アップ状態と呼ばれる緩やかな振動中に興奮期間が発生します。[ 19 ]
アルツハイマー病などの神経変性疾患で発生する病変は、感覚新皮質から前頭前野新皮質への情報伝達を阻害します。この感覚情報の障害は、人格の変化、認知能力の低下、認知症など、神経変性疾患に見られる進行性の症状の一因となります。[ 20 ]前外側側頭葉の新皮質の損傷は、事実情報（意味記憶）の記憶喪失である意味性認知症を引き起こします。これらの症状は、この領域への経頭蓋磁気刺激によっても再現できます。この領域が損傷を受けた場合、患者は前向性健忘症を発症せず、エピソード情報を想起することができます。[ 21 ]
新皮質は、大脳皮質の中で最も新しく進化した部分です（そのため、接頭辞「neo」は新しいという意味です）。大脳皮質のもう一方の部分は、異皮質です。異皮質の細胞組織は、6層構造の新皮質とは異なります。ヒトでは、大脳皮質の90%、脳全体の76%が新皮質です。[ 15 ]
種がより大きな新皮質を発達させるには、脳のサイズが進化してその領域を支えるのに十分な大きさにならなければならない。体サイズ、基礎代謝率、生活史は、脳の進化と新皮質サイズと集団サイズの共進化に影響を与える要因である。[ 22 ]新皮質は、初期の祖先における協力と競争の圧力に応じてサイズが大きくなった。サイズが大きくなると、社会的行動の自発的な抑制制御が大きくなり、社会的な調和が高まった。[ 23 ]
6 層の皮質は哺乳類の特徴的な構造であると考えられており、すべての哺乳類の脳で発見されているが、他の動物では見られない。[ 2 ]しかし、新皮質の種間命名法については議論がある。[ 24 ] [ 25 ]例えば、鳥類では、特徴的な 6 層の新皮質構造がないにもかかわらず、新皮質の性質を持つと考えられる認知プロセスの明確な例がある。[ 26 ]証拠は、鳥類の被蓋が哺乳類の新皮質とほぼ同等であることを示唆している。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]同様に、カメなどの爬虫類は一次感覚皮質を持っている。一貫した代替名はまだ合意されていない。
種のネオコルテックス比は、ネオコルテックスの大きさと脳の残りの部分の大きさの比です。ネオコルテックス比が高いことは、集団の大きさや社会的な交配行動の複雑さなど、多くの社会的変数と相関していると考えられています。[ 30 ]人間は、他の哺乳類と比較して、脳全体の物質に対するネオコルテックスの割合が大きいです。たとえば、チンパンジーの脳幹の延髄の大きさに対するネオコルテックス灰白質の比率はわずか30:1ですが、人間では60:1です。[ 31 ]
高次脳機能の実行を担う脳の部分です。
例えば、ヒトの脳では、聴覚皮質は皮質表面積の拡大を示し、脳回が追加され、個体間のばらつきがはるかに大きい...