線条体

腹側線条体は、側坐核と嗅結節から構成される。^{[ 4 ] [ 10 ]}側坐核は、神経細胞集団によって異なる側坐核コアと側坐核シェルから構成される。嗅結節は嗅球から入力を受けるが、匂いの処理に役割を果たしていることは示されていない。^{[ 10 ]}霊長類以外の種では、カジェハ島が含まれる。^{[ 11 ]}腹側線条体は辺縁系と関連しており、意思決定と報酬関連行動の回路の重要な部分として関与していると考えられている。^{[ 12 ] [ 13 ]}

背側線条体は尾状核と被殻から構成される。主に認知を媒介し、運動機能と実行機能に関与する。背側線条体は、さらに背内側線条体と背外側線条体に細分化できる。これら2つの領域は、学習行動の獲得と技能形成において異なる役割を担っている。^{[ 14 ]}背内側領域は前頭皮質と頭頂皮質から投射を受ける。背外側領域は感覚運動皮質から投射を受ける。^{[ 15 ]}

Types of cells in the striatum include:

• Medium spiny neurons (MSNs), which are the principal neurons of the striatum.^[2] They are GABAergic and, thus, are classified as inhibitory neurons. Medium spiny projection neurons comprise 95% of the total neuronal population of the human striatum.^[2] Medium spiny neurons have two characteristic types: D1-type MSNs and D2-type MSNs.^[2][4][18] A subpopulation of MSNs contain both D1-type and D2-type receptors, with approximately 40% of striatal MSNs expressing both DRD1 and DRD2mRNA.^[2][4][18]
• Cholinergicinterneurons release acetylcholine, which has a variety of important effects in the striatum. In humans, other primates, and rodents, these interneurons respond to salient environmental stimuli with stereotyped responses that are temporally aligned with the responses of dopaminergic neurons of the substantia nigra.^[19][20] The large aspiny cholinergic interneurons themselves are affected by dopamine through D5 dopamine receptors.^[21] Dopamine also directly controls communication between cholinergic interneurons.^[22][23]
• GABA作動性介在ニューロンには多くの種類がある。^{[ 24 ]}最もよく知られているのは、パルブアルブミンを発現する介在ニューロンで、これは高速発火介在ニューロンとも呼ばれ、主ニューロンの強力な順方向抑制に関与している。^{[ 25 ]}また、チロシンヒドロキシラーゼ、^{[ 26 ]}ソマトスタチン、一酸化窒素合成酵素、ニューロペプチド-yを発現するGABA作動性介在ニューロンもある。最近、2種類のニューロペプチド-yを発現するGABA作動性介在ニューロンが詳細に記述されており、^{[ 27 ]}そのうちの1つは、コリン作動性介在ニューロンの同期活動を主ニューロンの抑制に変換する。^{[ 28 ]}これらの線条体のニューロンは均等に分布しているわけではない。^{[ 24 ]}

脳には神経新生の領域が 2 つあります。側脳室の脳室下帯(SVZ)と海馬形成の歯状回です。 線条体に隣接する側脳室で形成された神経芽細胞は、線条体に統合されます。^{[ 29 ] [ 30 ]}これは、虚血性脳卒中後のヒトの線条体で観察されています。線条体への損傷は、SVZ から線条体への神経芽細胞の移動を刺激し、そこで神経芽細胞は成体ニューロンに分化します。^{[ 31 ]} SVZ 神経芽細胞の通常の経路は嗅球ですが、虚血性脳卒中後にはこの経路が線条体に迂回されます。しかし、新たに発生したニューロンはほとんど生き残りません。^{[ 32 ]}

細胞軸索の観点から見ると、最大の接続は皮質から来ています。新皮質の多くの部分が背側線条体を神経支配しています。線条体に投射する皮質錐体ニューロンは II～VI層に位置し、最も密な投射はV層から来ています。^{[ 33 ]}これらは主に有棘ニューロンの樹状突起棘 で終わります。これらはグルタミン酸作動性で、線条体ニューロンを興奮させます。

線条体は独自の内部マイクロ回路を持っていると考えられている。^{[ 34 ]}腹側線条体は、大脳皮質の複数の領域や、扁桃体、視床、海馬などの辺縁系構造、さらに嗅内皮質や下側頭回から直接入力を受ける。^{[ 35 ]}その主な入力は基底核系である。さらに、中脳辺縁系経路は腹側被蓋野から腹側線条体の側坐核に投射している。 ^{[ 36 ]}

Another well-known afferent is the nigrostriatal connection arising from the neurons of the substantia nigra pars compacta. While cortical axons synapse mainly on spine heads of spiny neurons, nigral axons synapse mainly on spine shafts. In primates, the thalamostriatal afferent comes from the central median-parafascicular complex of the thalamus (see primate basal ganglia system). This afferent is glutamatergic. The participation of truly intralaminar neurons is much more limited. The striatum also receives afferents from other elements of the basal ganglia such as the subthalamic nucleus (glutamatergic) or the external globus pallidus (GABAergic).

The primary outputs of the ventral striatum project to the ventral pallidum, then the medial dorsal nucleus of the thalamus, which is part of the frontostriatal circuit. Additionally, the ventral striatum projects to the globus pallidus, and substantia nigra pars reticulata. Some of its other outputs include projections to the extended amygdala, lateral hypothalamus, and pedunculopontine nucleus.^[37]

Striatal outputs from both the dorsal and ventral components are primarily composed of medium spiny neurons (MSNs), a type of projection neuron, which have two primary phenotypes: "indirect" MSNs that express D2-like receptors and "direct" MSNs that express D1-like receptors.^[2][4]

基底核の主核は線条体であり、線条体淡蒼球線維の経路を介して淡蒼球に直接投射する。^{[ 38 ]}線条体淡蒼球経路は、有髄線維のため白っぽく見える。この投射は、順に外側淡蒼球（GPe）、内側淡蒼球（GPi）、黒質緻密部（SNc）、黒質網様部（ SNr ）から構成される。この投射のニューロンは、背側線条体からのGABA作動性シナプスによって抑制される。これらの標的のうち、GPeは軸索を系外に送らない。他の標的は軸索を上丘に送る。残りの2つは視床への出力を構成し、2つの独立した経路を形成している。1つは淡蒼球内節を通って視床腹側口核に至り、そこから皮質補足運動野に至り、もう1つは黒質を通って視床腹側前核に至り、そこから前頭皮質および眼球運動皮質に至っている。

深部を貫通する線条体動脈は線条体に血液を供給する。これらの動脈には、前大脳動脈から分岐するヒューブナーの反回動脈と、中大脳動脈から分岐するレンズ核線条体動脈が含まれる。^{[ 39 ]}

パーキンソン病は、背側線条体（およびその他の基底核）へのドーパミン作動性神経支配の喪失と、一連の結果をもたらします。線条体の萎縮は、ハンチントン病や、舞踏病、舞踏アテトーゼ、ジスキネジアなどの運動障害にも関与しています。^{[ 52 ]}これらは基底核の回路障害としても説明されています。 ^{[ 53 ]}

中毒は脳の報酬系の障害であり、腹側線条体のD1型中型有棘ニューロンにおける転写因子ΔFosBの過剰発現によって生じる。ΔFosBは誘導性遺伝子であり、依存性薬物の反復使用または他の依存性刺激への過剰曝露の結果として側坐核で発現が増加する。 ^{[ 54 ] [ 55 ]}

統合失調症の中脳辺縁系仮説は、腹側被蓋野から腹側線条体まで伸びる中脳辺縁系経路におけるドーパミン過剰症の役割を長らく強調してきた。 ^{[ 56 ]}この経路におけるドーパミン伝達の異常な亢進は、幻覚や妄想などの陽性症状の出現と関連付けられてきた。^{[ 57 ]}ほとんどの抗精神病薬治療は、この領域の受容体へのドーパミン結合を減少させることによって効果を発揮する。^{[ 58 ]}しかし、より最近の証拠は、黒質から背側線条体への経路も統合失調症の病態生理において重要な役割を果たしている可能性があることを示唆している。^{[ 59 ]}これにより、中脳線条体仮説が発展し、腹側線条体だけでなく、線条体の背側部分のドーパミン作動性機能障害にも焦点を広げ、陰性症状や認知症状の説明に役立つ可能性がある。^{[ 60 ]}

An association has been observed between striatal expression of variants of the PDE10A gene and some bipolar I disorder patients. Variants of other genes, DISC1 and GNAS, have been associated with bipolar II disorder.^[61]

Autism spectrum disorder (ASD) is characterized by cognitive inflexibility and poor understanding of social systems. This inflexible behavior originates in defects in the prefrontal cortex as well as the striatal circuits.^[62] The defects in the striatum seem to specifically contribute to the motor, social and communication impairments seen in ASD patients. In mice which have an ASD-like phenotype induced via the overexpression of the eukaryotic initiation of translation factor 4E, it has been shown that these defects seem to stem from the reduced ability to store and process information in the striatum, which leads to the difficulty seen in forming new motor patterns, as well as disengaging from existing ones.^[63]

Dysfunction in the ventral striatum can lead to a variety of disorders, most notably depression and obsessive-compulsive disorder. Because of its involvement in reward pathways, the ventral striatum has also been implicated in playing a critical role in addiction. It has been well established that the ventral striatum is strongly involved in mediating the reinforcing effects of drugs, especially stimulants, through dopaminergic stimulation.^[64]

線条体の病変は、発話の生成と理解の障害と関連付けられています。線条体の損傷は言語のあらゆるレベルに影響を与える可能性がありますが、損傷は、言語単位と規則を操作する能力に影響を与え、選択、抑制、および監視負荷が増加する矛盾した状況でデフォルトの言語形式を促進するという特徴があります。^{[ 65 ]}線条体の 2 つのサブ領域は、言語において特に重要であることが示されています。尾状核と左被殻です。尾状核に局在する病変、および直接的な電気刺激は、語彙的錯語と保持（刺激が停止した後も発話が続くこと）を引き起こす可能性があります。これは、実行制御が競合する選択肢の中から最良の選択肢を選択することを可能にするという意味で、抑制された実行制御と関連しています。^{[ 66 ]}被殻の刺激は、構音シーケンスの抑制と運動発話コマンドの開始不能をもたらす。^{[ 67 ] [ 68 ]}