BRAIN and NERVE 70 (10)：1075-1085，2018

前頭連合野における左右差

統辞処理関連の神経回路

金野竜太a)＊，酒井邦嘉b)
統辞処理には左前頭連合野の一部である左下前頭回の関与が知られている。近年，われわれは統辞処理関連神経回路として，左前頭連合野の 3 領域をそれぞれ含む 3 つの神経回路を同定した。また，左前頭連合野の障害により統辞理解障害を呈した患者において，これらの神経回路全体の機能結合に変化が認められた。これらの知見より，
左前頭連合野が統辞処理関連神経回路全体の中核として働くモデルが想定される。
前頭連合野，統辞，統辞理解障害，神経回路

はじめにしてきた運動性言語野や感覚性言語野の言語機能に関言語はコミュニケーションだけではなく思考の基礎なった。また，右半球の脳領域が言語処理に関与するをも支えている。言語処理を担う脳領域のことを⽛言可能性も示唆されるようになってきた。中でも，音韻

語野⽜と呼び，脳内の主要な言語野はいずれも左半球と意味が関与する音声処理については，両側側頭連合に存在することが 19 世紀に報告された。発話の機能

野を含む二重経路モデルが提唱されている1)。一方，を担う言語野（運動性言語野）はブローカ（Pierre Paul Broca；

統辞（文法）について，左前頭連合野の一部である左下

1824-1880）により前頭連合野の一部である左下前頭回

前頭回の関与はこれまでも繰り返し報告されてきた後部に位置することが示され，言語理解の機能を担うが，
その他の脳領域の関与や右脳との連関については，

言語野（感覚性言語野）はウェルニッケ（Carl Wernicke；

さらなる解析が必要である。本論では，まず分離脳患

1848-1905）により側頭連合の一部である左側頭回後方者を対象とした研究に基づき大脳皮質の左右差と神経に位置することが報告された。さらに，ゲシュヴィン

回路の意義について概説し，次に統辞処理を支える大ト（Norman Geschwind；1926-1984）は，この 2 つの脳領域

域的な神経回路について詳しく紹介しながら，統辞処と両野を結ぶ弓状束という神経線維を介した連合作用

理関連神経回路の左右差について概説する。

して，より本質的な言語機能で説明することが可能との重要性を指摘した。このような言語野における左半
球優位性の傾向は，特に右利きの人で強いことも知ら©IGAKU-SHOIN Ltd, 2018

れている。

Ⅰ ．分離脳研究に基づく大脳半球の左右差

一方，近年の機能的磁気共鳴画像法（functional mag-

分離脳（split-brain）は，左右の大脳半球を接続していnetic resonance imaging： fMRI）や拡散テンソル画像法（dif-

る脳梁が切断された状態を示す。脳梁線維を切除する

fusion tensor imaging： DTI）などの脳機能イメージング研

外科手術のことを脳梁離断術と呼び，難治性てんかん究の進歩により，音韻・意味・統辞（文法）といった各の治療に用いられることがある。初期の分離脳の研究

言語要素の脳内神経回路が可視化されるようになる

において，既に大脳機能の左右差に関する重要な知見と，発話や言語理解という比較的大きな枠組みで解釈が見出されていた2)。左脳が優位半球である分離脳患a) 昭和大学藤が丘病院脳神経内科（〒227-8501 神奈川県横浜市青葉区藤が丘 1-30）b) 東京大学大学院総合文化研究科相関基礎科学系＊〔連絡先〕kinno@med.showa-u.ac.jp
1881-6096/18/紙：¥800/電子：¥1,200/論文/JCOPY
0001

前頭連合野における左右差 ― 統辞処理関連の神経回路

閲覧情報：酒井 邦嘉

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在1075

2018/12/29 14:56:40

特 集

特 集

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在

者は，右視野に対象物を置かれた場合は，それが何でると，この患者は一方の大脳半球で自動的に処理されあるのか正確に答えることができたが，左視野に対象た情報に対して，もう一方の大脳半球からアクセスす物を置かれた場合，それが何であるのか答えることがることが困難であることが示唆される。この報告は少できなかった。しかし，患者は左視野にある物体を左数例であるため分離脳患者のさらなる検討は必要であ

手で掴んだり，言葉を介さずにある程度まで認識したるものの，大脳機能の左右差を示唆する証拠としてのりすることはできた。この結果を考察すると，言語処

報告価値は高いと思われる。以上より，左右の大脳半理の左右差がみえてくる。人間の視覚処理において，球において独立した情報処理機能があり，その情報に右視野の情報は左大脳半球に送られ，左視野の情報は対して他方の大脳半球からアクセスするには脳梁が重右大脳半球に送られる。左視野の情報は右大脳半球内要であると推測される。

に送られるため，言語処理をするためには脳梁を介し前頭葉の障害による多様な症候のいくつかには，半て左大脳半球に情報を伝達する必要がある。一方，右球優位性が認められている7)。前頭葉の背外側領域の視野の情報は左大脳半球内に送られるため，言語処理障害では，書字障害や喚語困難などの言語障害についをするために脳梁を介した情報伝達をする必要がなて左半球優位性が認められる。中心回領域の障害でい。分離脳患者では脳梁を介した情報伝達に障害があは，失構音が左半球の障害で生じることが多い。一方，るため，左視野の対象物の呼称に障害が生じると考え作動記憶には明らかな左右差が認められていない。まられる。以上の知見から，言語などの認知機能には明た，情動障害などは右半球優位性と考えられている。

確な左右差があることが認識されるようになった。

これらの症候から，言語処理の中でも書字，発話，構このように分離脳に基づく研究は大脳機能の左右差音といった運動性言語処理については左半球優位性がについて多くの情報をもたらすのだが，分離脳患者の想定される。しかし，分離脳患者から得られた知見に症状については議論の余地がある。その理由として，

基づくと6)，これらの認知機能処理の脳内メカニズム

分離脳患者の減少により症状について精査することがを解明するためには，各脳領域の機能を明らかにする

困難となっていることや，分離脳患者の症状におけるとともに，左右の大脳半球に及ぶ神経回路についても再現性の乏しさ3) なども挙げられるが，重要な問題点

着目することが重要であろう。

は，いくつかの意識の理論，例えば Global Workspace

theory4) や Information Integration theory5) では，大脳機能の左右差に基づく大脳半球間の情報伝達に重点を置

Ⅱ ．統辞処理における左前頭連合野の重要性いていないことである。もし，分離脳患者の症状から

言語処理のうち左前頭葉優位性が知られている機能

大脳半球の左右差が明らかであるならば，大脳半球機

の 1 つに統辞処理がある8)。文の意味内容を正確に理能の左右差が示唆されるため，意識の理論には修正が解するためには，与えられた文の構造を，統辞規則（文必要となるからだ。以上のように，分離脳患者の症状法規則）に基づき正しく解析する処理が必要である。

については慎重な解釈が必要である。

例えば，
⽛太郎が次郎を引く⽜という文と⽛太郎を次郎

最近，てんかん治療のために脳梁を完全に切除したが引く⽜という文では，同じ単語を使いながらも，機患者 2 名の機能について詳細な報告が発表された6)。

能語（が，を）の位置によって，それぞれの文の表す意

その結果，2 名の分離脳患者は，丸や四角といった味だけでなく，構造そのものが異なる。このような文

2 つの図形について，両方が右視野に置かれた場合での構造などに依存した処理を統辞処理と呼ぶ。これまも左視野に置かれた場合でも，正確に認識して言葉ででの健常者を対象とした fMRI 研究により，統辞処理

答えることが可能であった。しかし，右視野と左視野に伴い左前頭連合野の一部である左下前頭回弁蓋部／に 1 つずつ図形が置かれた場合，その図形が同じであ三角部と左運動前野外側部（Fig. 1）の活動が上昇する

るかどうか答えることが困難であった。これら 2 名ことが知られている9,10)。さらにわれわれは，文理解時の患者は右利きであるが，それ以上の半球優位性は不の統辞処理負荷の増大に伴い，この 2 領域の活動が上明である。一方の患者の症状はさらに詳細に検討され昇することを報告した11)。以上の知見をまとめると，ており，図形だけではなく，動物や物体の写真を用いこれらの左前頭連合野の 2 領域が⽛文法中枢⽜としてても同様であった。そして，無意識下の処理よりも，機能することが示唆される8)。

意識的に対象物を視覚的に認知したときに正答率が高

左 前 頭 連 合 野 の 重 要 性 は，健 常 者 を 対 象 と し た

くなることも明らかとなった。これらの症状を解釈す

fMRI 研究だけではなく，脳損傷例を対象とした神経1076

閲覧情報：酒井 邦嘉

BRAIN and NERVE 70 巻 10 号 2018 年 10 月

2018/12/29 14:56:40

特 集

心理学的研究においても示されている。左前頭連合野

左運動前野外側部の脳損傷により運動性失語症をきたした場合は，発話の障害が主症状であり言語理解の障害は少ないと考えられてきた。しかし，運動性失語症の患者では単語レベルの意味理解障害はないものの，文レベルの意味理解において障害をきたす場合がある。運動性失語症の患者にみられる文意味理解障害の特徴として，簡単な文構造の文（能動文など）における文意味理解は正常であるが，複雑な構造の文（受動文など）における文意味
理解が障害されることが知られている。このような言
語障害は統辞理解障害（agrammatic comprehension)12,13) と呼ばれてきた。しかしながら，統辞理解障害は運動性失語症の患者において必ずみられる症状ではなく，その発症メカニズムについては明確にされてこなかった。
健常者を対象とした先行研究の結果を考慮すると，

左左下前頭回弁蓋部／三角部
Fig. 1 統辞処理の中枢
左前頭連合野の一部である左運動前野外側部（緑の脳領域）と左下前頭回弁蓋部／三角部（赤の脳領域）を示す。図は，左脳の外側面を示す。

左下前頭回弁蓋部／三角部や左運動前野外側部の脳損

symptom mapping）法15) を用いて調べたところ，左下前傷により統辞理解障害が生じる可能性が推測された。

頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者と左運動前

われわれは，左下前頭回弁蓋部／三角部や左運動前野

野外側部に神経膠腫がある患者では，その他の左前頭外側部の神経膠腫により統辞理解障害が起こるかどう

連合野に神経膠腫がある患者より，主語と目的語を含か調べた 。統辞処理能力テストとして，新たに作成

む文において誤答率が高いことが明らかとなった。さした絵と文のマッチング課題を用いた（Fig. 2A）。課題

1 左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠らに，患者群を◯に用いられる刺激は，2 人の登場人物による動作を表

2 左運動前野外側部に神経膠腫がある腫がある患者，◯

す絵と文から構成されており，被験者は絵と文の意味

3 その他の左前頭葉に神経膠腫がある患者，の患者，◯

内容のマッチングを行った。実験では，
⽛主語と目的2 の患者群では，主語3 群に分けて解析したところ，◯

語を含む文⽜と⽛主語のみを含む文（例：□と△が歩いてと目的語を含む文 3 条件すべてにおいて，健常者対照る）⽜の 2 条件をテストした。主語と目的語を含む文群よりも高い誤答率を示した（Fig. 2B～D）。一方，主の条件では，能動文（例：△が○を引いてる），受動文（例：

語のみを含む文では明らかな差は認めなかった。これ○が△に引かれる），かき混ぜ文（例：○を△が引いてる）を

らの結果は，文法中枢である左運動前野外側部や左下ランダムな順序で提示した。
⽛△が○を引いてる⽜と前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者は，確かいう文のように人物を○△□の記号で表したのは，意に統辞理解障害を呈することを示す。

14)

味的な情報を最低限に抑えるためである。例えば⽛泥

さらに，主語と目的語を含む文 3 条件の誤答率に注

棒 警官 捕まえる⽜という文では，常識的な意味に

2 の患者群は，かき混ぜ文で特に高い誤答
目すると，◯

よって助詞を補うことができるため，統辞処理能力テ

1 の患者群は，受動文と率を示した（Fig. 2B）一方で，◯ストとしては不十分である。われわれが用意したよう

かき混ぜ文の両方で特に高い誤答率を示した（Fig.

な意味的な手掛かりが抑えられた文の意味内容を正し

3 の患者群は，健常者と同等の誤答率で2C）。なお，◯く理解するためには，適切な統辞処理に基づき主語とあった（Fig. 2D，E）。能動文と比較すると，受動文とか目的語の関係（どちらが動作を行い，どちらが動作を受ける

き混ぜ文は文構造が複雑なため，統辞処理の負荷が高のか）を理解することが特に重要となる。一方，主語

いと考えられる。以上より，左運動前野外側部と左下のみを含む文では，2 つの名詞の間の関係を理解する

前頭回弁蓋部／三角部のどちらに神経膠腫があるか

統辞処理の負荷が低いと考えられる。したがって，統で，異なるタイプの統辞処理が生ずることが明らかと

辞理解障害を呈する患者では，主語のみを含む文ではなった。この知見は，これまで fMRI などで繰り返し明らかな文意味理解の障害を呈さないものの，主語と報告されてきた統辞処理における左前頭連合野の優位

目的語を含む文では文意味理解の障害を呈することが性を裏付けるものである。

予想された。
課題に対する⽛誤答率⽜を VLSM（voxel-based lesion前頭連合野における左右差 ― 統辞処理関連の神経回路

閲覧情報：酒井 邦嘉

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在1077

2018/12/29 14:56:40

A

絵と文のマッチング課題
能動文

主語と目的語を含む文の条件
受動文

かき混ぜ文

△が○を引いてる○が△に引かれる○を△が引いてる

主語のみを含む文の条件□と△が歩いてるBC

左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者群

Dその他の左前頭葉に神経膠腫がある患者群

10

＊

30

20

20

10

10

E

健常者対照群

10
かき混ぜ文

受動文

能動文

0

主語のみ

かき混ぜ文

受動文

能動文

主語のみ

かき混ぜ文

受動文

能動文

主語のみ

0

＊

かき混ぜ文

30

＊

受動文

40

0

能動文

50

40

0

△る○れ引がにか

主語のみ

50
誤答率（%）□と△が転んでる

左運動前野外側部に神経膠腫がある患者群＊

コントロール課題

Fig. 2 統辞理解障害の証拠
A：統辞処理能力評価課題。条件間では，絵のセットや音節の数，そして記憶の負荷や課題の難易度を統制した。
さらに，コントロール課題では，文の代わりに日本語として意味をなさない文字列を提示して，絵と文字列で○□△の記号合わせをテストした。これは，図形認識や課題に対する反応などを統制するためである。被験者は，絵と文の内容が合っているか否かを判断して，6 秒以内に 2 つのボタンの一方を押す。左右を反転させた絵を半数含めて，絵の表す動作の方向を統制したうえで，3 条件をランダムな順序でテストした。B：左運動前野外側部に神経膠腫がある患者の誤答率。かき混ぜ文で特に高い誤答率を示した。C：左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者の誤答率。かき混ぜ文と受動文で特に高い誤答率を示した。D：左運動前野外側部と左下前頭回弁蓋部／三角部以外の左前頭葉に神経膠腫がある患者の誤答率。健常者と同等の誤答率を示した。E：健常者対照群の誤答率。

Kinno R, Muragaki Y, Hori T, Maruyama T, Kawamura M, et al: Agrammatic comprehension caused by aglioma in the left frontal cortex. Brain Lang 110: 71-80, 2009 より改変して転載

Ⅲ ．統辞処理に関与する右大脳半球の関与

左下前頭回弁蓋部／三角部や左運動前野外側部の神経

統辞理解障害患者の脳活動パターンが健常者と比較の脳活動を調べた16)。検査課題にはこれまでと同様

してどのように変化するのかを明らかにすることによに，絵と文のマッチング課題を使用した。先行研究のり，統辞理解障害の病態解明につながり，それが健常結果に基づき14)，先ほど述べた 3 群に分けて解析した。

者における統辞処理の脳内メカニズムの解明に寄与す

まず，
⽛主語と目的語を含む文⽜と⽛主語のみを含む文⽜ると考えられる。そこで，われわれは fMRI を用いての脳活動を fMRI により計測した。そして，両条件に1078

閲覧情報：酒井 邦嘉

膠腫により統辞理解障害をきたした患者の統辞処理時

BRAIN and NERVE 70 巻 10 号 2018 年 10 月

2018/12/29 14:56:40

健常者対照群
左下前頭回
弁蓋部／三角部

左下前頭回
三角部

B

左運動前野
外側部

左運動前野外側部に神経膠腫がある患者群

E

絵と文のマッチング課題―コントロール課題
健常者対照群

右上／中側頭回
右運動前野外側部

左中／下側頭回

左下頭頂溝

左
右下前頭回
弁蓋部／三角部

左下前頭回
眼窩部
左上／中側頭回前補足運動野C

左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者群

Dその他の左前頭葉に神経膠腫がある患者群

左角回
舌状回
小脳核

Fig. 3 統辞処理時の脳活動
⽛主語と目的語を含む文⽜と⽛主語のみを含む文⽜の 2 条件間の比較に加えて，さらに課題が正解だったときと不正解だったとき
A：健常者対照群の脳活動。

で脳活動を比較した。従来知られていた左前頭連合野の一部である左運動前野外側部と左下前頭回弁蓋部／三角部のほかに，左上／中側頭回や左中／下側頭回といった左側頭連合野の活動も認めた。B：左運動前野外側部に神経膠腫がある患者の脳活動。健常者対照群と同様の比較の結果，課題が正解だった場合
のみ左下前頭回弁蓋部／三角部の一部のほかに，右前頭連合野や内側面にも強い活動が認められた。C：左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者の脳活動。図は正答の施行における脳活動を示す。課題が正解だったときと不正解だったときの両方で，左運動前野外側部・左角回・舌状回・小脳核の脳活動が上昇した。D：その他の左前頭葉に神経膠腫がある患者の脳活動。健常者対照群と同様の比較の結果，健常者対照群と同様の脳活動パターンを認めた。
⽛絵と文のマッチング課題⽜のすべての条件に対し⽛コントロール課題⽜を比較した結果を示す。
E：健常者対照群で比較条件を緩めた結果。健常者対照群で，活動が上昇した領域には，14 の領域（対応部位を黄色の点で表す）が含まれている。患者でみられた異常な脳活動の亢進が，活動領域としては健常な脳活動の一部であることがわかる。

Kinno R, Ohta S, Muragaki Y, Maruyama T, Sakai KL: Differential reorganization of three syntax-related networks induced by a left frontal
glioma. Brain 137: 1193-1212, 2014 より改変して転載

関わる脳活動の比較によって，統辞処理負荷の増大に様であった（Fig. 3D）。これら 14 の領域は，文構造に伴う脳活動変化を調べた。

よって選択的に活動が変化したことから，すべてなん

健常者対照群では，課題が正解だったときにのみ，らかの形で統辞処理に関連すると考えられる。そこ

左前頭葉と左側頭葉に脳活動の上昇がみられた（Fig.

で，⽛主語と目的語を含む文⽜と⽛主語のみを含む文⽜3A）。つまり，健常者対照群では，統辞処理負荷が高の 2 条件を合わせた⽛絵と文のマッチング課題⽜に対

いほど左前頭葉と左側頭葉の活動が高まることがわ

し，同一の絵と文字を使用しているが日本語として意かった。一方，左運動前野外側部に神経膠腫がある患

味をなさない文字列を提示した⽛コントロール課題⽜

者では，課題が正解だったときにのみ，左脳と右脳のを対比させて比較条件を緩めたところ，健常者対照群

広い領域で脳活動が上昇した（Fig. 3B）。左下前頭回弁

でも 14 の領域すべてで活動が上昇した（Fig. 3E）。こ蓋部／三角部に神経膠腫がある患者では，課題が正解の結果から，これらの 14 の領域が健常者でも言語のだったときと不正解だったときの両方で，左運動前野

統辞処理を支えており，
⽛主語と目的語を含む文⽜のよ

外側部，左角回，舌状回，小脳核に脳活動の上昇が観

うに⽛主語のみを含む文⽜よりも負荷の高い統辞処理察された一方で，左下前頭回の腹側部（三角部と眼窩部）

では，今まで知られていた左前頭連合野の活動が上昇と左側頭葉の活動は低下した（Fig. 3C）。なお，左運動したと考えられる。

前野外側部と左下前頭回弁蓋部／三角部以外の左前頭以上の結果より，明確な統辞理解障害と対応して，葉に神経膠腫がある患者の脳活動は健常者対照群と同神経膠腫の場所によって異なる脳活動が生じることが前頭連合野における左右差 ― 統辞処理関連の神経回路

閲覧情報：酒井 邦嘉

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在1079

2018/12/29 14:56:40

特 集

A

B
左下前頭回三角部
左下前頭回眼窩部
左上／中側頭回
左中／下側頭回
左下前頭回弁蓋部／三角部
左下頭頂溝
右運動前野外側部
右下前頭回弁蓋部／三角部
前補足運動野右上／中側頭回
左運動前野外側部
左角回
舌状回
小脳核

A

左下前頭回三角部
左下前頭回眼窩部
左上／中側頭回
左中／下側頭回
左下前頭回弁蓋部／三角部
左下頭頂溝
右運動前野外側部
右下前頭回弁蓋部／三角部
前補足運動野右上／中側頭回
左運動前野外側部
左角回
舌状回
小脳核
＜−0.5

左

神経回路Ⅰ
神経回路Ⅱ
神経回路Ⅲ

偏相関係数
−0.2

0

0.2

＞0.5

C

神経回路Ⅰ
神経回路Ⅱ
神経回路Ⅲ
左
左

左

Fig. 4 統語処理に関与する 3 つの神経回路16)
A：2 領域における脳活動の時系列データの偏相関解析。偏相関係数が高いほど（赤色が濃いほど）機能的結合が強いことを示す。統辞処理に関連する 14
領域が 3 つのグループにはっきりと分離しており，グループ内の高い相関に対して，グループ間の相関はほとんどないことがわかる。B：統辞処理に関連する統辞関連神経回路。各神経回路内の領域間では，興奮性の神経結合があると考えられる。C：3 つの神経回路内の神経結合。健常者の拡散テンソル画像法による 3 つの神経回路。図は左から順に，左外側面から，後方から，上方から，神経線維束を投影したもの。
Kinno R, Ohta S, Muragaki Y, Maruyama T, Sakai KL: Differential reorganization of three syntax-related networks induced by a left frontal
glioma. Brain 137: 1193-1212, 2014 より改変して転載

明らかになった。また，従来の研究だけでは機能が特定できなかった領域が，健常者対照群と患者群の脳活

Ⅳ ．統辞処理に関与する 3 つの神経回路

動をさまざまな条件で比較することにより多数見出さ

次に，これら 14 の領域が脳においてどのような神れた。その結果，統辞処理は左前頭連合野だけではな

経回路を形成しているかを解明するため，2 領域ごと

く，右前頭連合野や側頭連合野，頭頂連合野，小脳のにペアをつくって，コントロール課題遂行時も含めた働きが関与することが初めて見出された。つまり，統脳活動の時系列に関する相関（機能的結合）を健常者に

辞処理には左右の大脳半球間での情報伝達が重要であついて調べた（Fig. 4A)16)。その結果，14 の領域が明確ることが示唆される。

に 3 つのグループに分けられることが明らかとなった（Fig. 4B）。これらのグループにより構成されるネッ
トワークは，左前頭連合野の 3 領域である左運動前野
外側部・左下前頭回弁蓋部／三角部・左下前頭回三角1080

閲覧情報：酒井 邦嘉

BRAIN and NERVE 70 巻 10 号 2018 年 10 月

2018/12/29 14:56:40

理において重要であろう。

特 集部・左下前頭回眼窩部をそれぞれ含んでいる。
さらに，これらの神経回路について，各神経回路内の神経線維による解剖学的結合を調べた。健常者でⅤ ．統辞処理と小脳

MRI による DTI を用いた解析の結果，各神経回路の脳領域間は確かに神経線維の束で結合し合っていることが明らかとなった（Fig. 4C）。

古典的には小脳は運動機能の制御に関与する中枢であり，言語機能に関しては大脳皮質に関する研究が多神経回路Ⅰは，左下前頭回弁蓋部／三角部・左下頭

い。したがって，神経回路Ⅱにおいて小脳が統辞処理

頂溝・前補足運動野・右下前頭回弁蓋部／三角部・右に関与するという知見には，若干の違和感を覚える読

運動前野外側部・右上／中側頭回後方領域の各脳領域者もいるかもしれない。しかし，小脳が言語などの認が，脳梁・右弓状束などを介して神経回路を形成する。

知機能に関わることは，1990 年代の初めから認知神

これまでの先行研究によれば，これらの脳領域は統辞経科学のトピックスの 1 つとなっている24,25)。また，

規則の誤りを含む文の修正や17)，音韻情報を手掛かり

脳病変による認知機能障害（小脳性認知情動症候群）に失とした統辞処理

文法などの言語機能障害が含まれることが以前より知18)など，統辞処理を補助する機能が想定される。

られていた28)。さらに，脳機能イメージング研究によ神経回路Ⅱは，左運動前野外側部・左角回・舌状回・り，言語活動に伴い小脳の脳活動が高まることが報告

小脳核の各脳領域が，左弓状束や視床小脳路などを介されるようになった29)。以上の知見は，小脳が言語なして神経回路を形成する。これらの脳領域は主に言語

どの認知処理に関与することを示唆している。

表出や視覚情報処理に関与することが知られており

小脳の左右差と統辞処理機能との関連でみると，右，運動感覚情報と統辞処理の入出力系神経回路

小脳の脳梗塞により失文法をきたした症例報告が最初として機能していることが想定される。また，以前よである30)。しかしながら，左小脳の脳梗塞により失文り小脳が認知機能に関与することは指摘されてきた法を呈した症例も報告されており31) 左右差に関するが24,25)，この知見は小脳が統辞処理に関与することを

議論は結論づけられていない。神経回路Ⅱには小脳核

裏付けるものと考えられる。

と前頭前野の神経回路が含まれている。小脳核には室19-23)

神経回路Ⅲは，左下前頭回三角部／眼窩部・左上／

頂核，中位核，歯状核などが含まれる。このうち，認中／下側頭回後方領域の各脳領域が，左中縦束を介し

知情報は後中位核と歯状核の腹側部から異なる視床のて神経回路を形成する。これらの脳領域は読解中枢で領域を介して前頭前野に入力することが報告されていある左下前頭回眼窩部に加えて，音韻や意味処理に関る32)。われわれの結果では脳活動が小脳核に広く及ん

わる左上／中側頭回を含むことから26)，統辞処理と意でおり33)，左右差についてはさらなる解析が必要であ

味処理に関与すると考えられる。

る。先行研究の結果を考慮すると，後中位核と歯状核

以上の結果から，統辞処理には両側前頭連合野を含む広範囲の脳領域が関与することがわかった。また，の腹側部が統辞処理神経回路に関与する可能性が想定される。

いずれの神経回路も左前頭連合野の脳領域を含むこと

小脳がどのように統辞処理に関与するのか明確なモから，統辞関連神経回路においては左前頭連合野がこ

デルは明らかではない。しかし，小脳の認知機能へのれらの神経回路を統合する役割を担うことが想定され関与として有力視されているのが，⽛内部モデル⽜によた。最近，われわれは，受動態のかき混ぜ文⽛△に○る説明である34)。内部モデルとは，小脳には外部世界が引かれる⽜や可能文⽛△に○が引けてる⽜といった，のしくみを脳の内部でシミュレーションする神経機構

さらに複雑な文構造の文理解時の脳活動を fMRI によである。統辞処理の神経回路を内部モデルで解釈するり計測したところ，かき混ぜ文や文構造の複雑さによと，左前頭連合野が右前頭連合野や側頭頭頂領域の脳り左下前頭回弁蓋部／三角部と左運動前野外側部の脳領域などに 3 つの神経回路を介して作用し，統辞に関活動がさらに増強することを確認した 。この知見連した処理が行われる。このループが繰り返されるとは，この 2 領域を中心とした左前頭連合野が統辞処理

統辞処理を内部シミュレーションする神経機構が形成において重要であることを支持するものである。一され，無意識下での統辞に関連した処理が行われるよ方，右前頭連合野は神経回路 I を介して関与する機能，うになる。その内部モデルの信号の入出力に左前頭連

すなわち，統辞処理を補助する役割が想定される。こ合野の一部である左運動前野外側部が関与することのような両側大脳半球間での情報処理の共有が統辞処で，無意識下の統辞処理を正確かつ円滑に左前頭連合

27)

前頭連合野における左右差 ― 統辞処理関連の神経回路

閲覧情報：酒井 邦嘉

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在1081

2018/12/29 14:56:40

左運動前野外側部に神経膠腫がある患者群

左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者群

その他の左前頭葉に神経膠腫がある患者群

Fig. 5 神経膠腫による機能的結合性の変化
左運動前野外側部に神経膠腫がある患者，左下前頭回弁蓋部／三角部に神経膠腫がある患者，その他の左前頭葉に神経膠腫がある患者の偏相関解析の結果。アスタリスクは健常者と同程度の相関係数を示した部位を示す。神経膠腫存在部位のみならず，神経回路全体の機能的結合性が乱れた。しかし，統辞理解障害が起こらなかった患者群
では，左前頭連合野を中心とした機能的結合性が部分的に保たれていた。
Kinno R, Ohta S, Muragaki Y, Maruyama T, Sakai KL: Left frontal glioma induces functional connectivity
changes in syntax-related networks. Springerplus 4: 317, 2015 より改変して転載

野を中心とした神経回路が担うというモデルが提案で野外側部以外の左前頭連合野に神経膠腫がある患者，

きる。統辞処理などの言語機能の脳内処理メカニズム

すなわち，行動データ上は明らかな統辞理解障害を呈がどの程度，小脳の内部モデルで説明可能であるかをさない患者においても認められた。統辞理解障害が明検証することが，今後の課題と言えよう。

らかではない患者の機能的結合性を詳細に検討すると，左前頭連合野を中心とした機能的結合性が保たれⅥ ．統辞処理関連神経回路における機能結合の変化と統辞理解障害の関係ていることが明らかとなった。この知見は，左前頭連
合野を中心とした神経回路が統辞処理の機能維持にとって重要であることを示唆する。言語神経回路にお

統辞理解障害を呈する神経膠腫患者では脳活動パける左前頭連合野の重要性は，最近の術中マッピング

ターンが健常者と異なり，統辞理解障害がない患者でを用いた解析においても示唆されている36)。以上よは健常者と同じ脳活動パターンであった。最近，われり，統辞処理には左右の左前頭連合野を含む 3 つの神

われは，左前頭連合野の神経膠腫が神経回路の機能的経回路が関与し，左前頭連合野の脳損傷による神経回

結合性に与える影響を明らかにするために，神経膠腫

路全体の結合性の変化が統辞理解障害の発症に関与す患者の fMRI データの時系列に関する偏相関解析をることが推測される。

行った（Fig. 5）。その結果，神経膠腫の存在により神神経回路全体の機能結合の変化と統辞理解障害の関

経回路の機能的結合性が乱れることが明らかとなっ連性について，神経膠腫だけではなく神経変性疾患でた 。興味深いことに，この影響は腫瘍存在部に限定も報告されている。神経変性疾患は，⽛ある特定の神

されず，神経回路全体に及ぶこと，すなわち，神経回経細胞が徐々に障害を受け脱落する⽜疾患であり，神路全体の機能的結合性が乱れることが明らかとなっ経回路全体の網羅的な検討に向いている。われわれた。さらに，この影響は左下前頭回弁蓋部や左運動前は，左下前頭回の脳萎縮を特徴とする神経変性疾患で

35)

1082

閲覧情報：酒井 邦嘉

BRAIN and NERVE 70 巻 10 号 2018 年 10 月

2018/12/29 14:56:40

特 集

患者 1

左
患者 2

患者 3

患者 4

2.0

Z

＞6.0

Fig. 6 非流暢／失文法型原発性進行性失語の患者の脳血流低下部位
脳血流シンチグラフィーのデータを eZIS38) により解析したもの。カラーバーは Z 値を示す。色つきの脳領域はすべて有意な血流低下を示す。いずれの患者も統辞理解障害を呈した。左前頭連合野だけではなく，右前頭連合野において統辞処理神経回路に関連する脳領域の血流低下を示した。

Kinno R, Kii Y, Kurokawa S, Owan Y, Kasai H, et al: Effects of word order and morphological information
on Japanese sentence comprehension in nonfluent/agrammatic variant of primary progressive aphasia. J
Neurolinguistics 44: 107-119, 2017 より改変して転載〔略語〕eZIS: easy Z-score imaging system

ある進行性非流暢性／失文法性失語の患者の脳血流低るさらなる検討が必要と考えられる。また，右前頭連

下部位を検討した 。その結果，左前頭連合野だけで合野の脳損傷単独でどの程度の統辞理解障害をきたしはなく，神経回路Ⅰに含まれる右前頭連合野の脳血流得るのかを明らかにすることにより，統辞関連神経回低下が有意であることを報告した（Fig. 6) 。この知路の左右差に関する知見がさらに深まるであろう。

37)

38)

見は，統辞理解障害の発症において，両側の前頭連合野を含む神経回路全体の機能結合の変化が関与する可能性を示唆する。この機能結合の変化が，患者脳におおわりにける神経回路の機能低下を反映しているのか，患者にこれまでの知見より，統辞処理は両側前頭連合野をおいて言語処理負荷が増大した結果を反映しているの含む広範な脳領域から成る神経回路の相互作用が支えかを明らかにすることが重要であり，機能結合に関すており，統辞理解障害は局所の機能低下だけではなく，

前頭連合野における左右差 ― 統辞処理関連の神経回路

閲覧情報：酒井 邦嘉

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在1083

2018/12/29 14:56:40

神経回路全体の機能低下が関与すると考えられる。神な神経回路の変化が機能面だけではなく，構造的にも経回路の左右差に注目すると，統辞処理の神経回路を変化が及ぶのか明らかにすることが重要である。例え統合する役割を有していると考えられるのは左前頭連

ば，左下前頭回弁蓋部／三角部や左運動前野外側部の合野の一部である左下前頭回と左運動前野外側部であ脳損傷によりどのような解剖学的変化が大脳に生じるる。そして，両側の大脳半球間において情報を共有すのか，そして，その変化がどのような症状と結びつくることが統辞処理において重要である。一方，統辞理のかを言語学的により詳しく検討することで，それぞ解障害の発症には左前頭連合野だけではなく，右前頭れの機能障害の本質に迫ることが可能である。このよ

連合野を含んだ広範な神経回路の機能結合の変化が関うな多方面からのアプローチが今後の脳研究の進むべ

与する可能性が推定される。今後は，このような広範き方向であろう。

文献

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)
16)
17)
18)
19)
20)
21)
22)
23)
24)
25)
26)
27)
28)
29)

1084

閲覧情報：酒井 邦嘉

Hickok G, Poeppel D: The cortical organization of speech processing. Nat Rev Neurosci 8: 393-402, 2007
Gazzaniga MS, Bogen JE, Sperry RW: Some functional effects of sectioning the cerebral commissures in man. Proc Natl Acad
Sci U S A 48: 1765-1769, 1962
Sperry RW: Hemisphere deconnection and unity in conscious awareness. Am Psychol 23: 723-733, 1968
Baars BJ: Global workspace theory of consciousness: toward a cognitive neuroscience of human experience. Prog Brain Res
150: 45-53, 2005
Tononi G: An information integration theory of consciousness. BMC Neurosci 5: 42, 2004
Pinto Y, Neville DA, Otten M, Corballis PM, Lamme VAF, et al: Split brain: divided perception but undivided consciousness.
Brain 140: 1231-1237, 2017
大槻美佳: 前頭葉・基底核の高次脳機能障害. 高次脳機能研究 32: 194-203, 2012
Sakai KL: Language acquisition and brain development. Science 310: 815-819, 2005
Hashimoto R, Sakai KL: Specialization in the left prefrontal cortex for sentence comprehension. Neuron 35: 589-597, 2002
Embick D, Marantz A, Miyashita Y, O’Neil W, Sakai KL: A syntactic specialization for Broca’s area. Proc Natl Acad Sci U S A
97: 6150-6154, 2000
Kinno R, Kawamura M, Shioda S, Sakai KL: Neural correlates of noncanonical syntactic processing revealed by a picturesentence matching task. Hum Brain Mapp 29: 1015-1027, 2008
Schwartz MF, Saffran EM, Marin OS: The word order problem in agrammatism. I. Comprehension. Brain Lang 10: 249-262,
1980
Saffran EM: Neuropsychological approaches to the study of language. Br J Psychol 73: 317-337, 1982
Kinno R, Muragaki Y, Hori T, Maruyama T, Kawamura M, et al: Agrammatic comprehension caused by a glioma in the left
frontal cortex. Brain Lang 110: 71-80, 2009
Bates E, Wilson SM, Saygin AP, Dick F, Sereno MI, et al: Voxel-based lesion-symptom mapping. Nat Neurosci 6: 448-450,
2003
Kinno R, Ohta S, Muragaki Y, Maruyama T, Sakai KL: Differential reorganization of three syntax-related networks induced
by a left frontal glioma. Brain 137: 1193-1212, 2014
Meyer M, Friederici AD, von Cramon DY: Neurocognition of auditory sentence comprehension: event related fMRI reveals
sensitivity to syntactic violations and task demands. Brain Res Cogn Brain Res 9: 19-33, 2000
Friederici AD, von Cramon DY, Kotz SA: Role of the corpus callosum in speech comprehension: interfacing syntax andprosody. Neuron 53: 135-145, 2007
Friederici AD: The brain basis of language processing: from structure to function. Physiol Rev 91: 1357-1392, 2011
Seghier ML, Fagan E, Price CJ: Functional subdivisions in the left angular gyrus where the semantic system meets anddiverges from the default network. J Neurosci 30: 16809-16817, 2010
Horwitz B, Rumsey JM, Donohue BC: Functional connectivity of the angular gyrus in normal reading and dyslexia. Proc Natl
Acad Sci U S A 95: 8939-8944, 1998
Habas C: Functional imaging of the deep cerebellar nuclei: a review. Cerebellum 9: 22-28, 2010Mariën P, De Smet HJ, Wijgerde E, Verhoeven J, Crols R, et al: Posterior fossa syndrome in adults: a new case andcomprehensive survey of the literature. Cortex 49: 284-300, 2013
Ito M: Control of mental activities by internal models in the cerebellum. Nat Rev Neurosci 9: 304-313, 2008
Leiner HC, Leiner AL, Dow RS: Cognitive and language functions of the human cerebellum. Trends Neurosci 16: 444-447,
1993
Griffiths JD, Marslen-Wilson WD, Stamatakis EA, Tyler LK: Functional organization of the neural language system: dorsal
and ventral pathways are critical for syntax. Cereb Cortex 23: 139-147, 2013
Tanaka K, Ohta S, Kinno R, Sakai KL: Activation changes of the left inferior frontal gyrus for the factors of construction andscrambling in a sentence. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci 93: 511-522, 2017Mariën P, Ackermann H, Adamaszek M, Barwood CH, Beaton A, et al: Consensus paper: language and the cerebellum: anongoing enigma. Cerebellum 13: 386-410, 2014
Petersen SE, Fox PT, Posner MI, Mintun M, Raichle ME: Positron emission tomographic studies of the processing of singewords. J Cogn Neurosci 1: 153-170, 1989

BRAIN and NERVE 70 巻 10 号 2018 年 10 月

2018/12/29 14:56:40

31)
32)
33)
34)
35)

36)
37)

38)

Silveri MC, Leggio MG, Molinari M: The cerebellum contributes to linguistic production: a case of agrammatic speechfollowing a right cerebellar lesion. Neurology 44: 2047-2050, 1994
Blancart RG, Escrig MG, Gimeno AN: Aphasia secondary to a left cerebellar infarction. Neurología 26: 56-58, 2011
Lu X, Miyachi S, Takada M: Anatomical evidence for the involvement of medial cerebellar output from the interpositus
nuclei in cognitive functions. Proc Natl Acad Sci U S A 109: 18980-18984, 2012
Dimitrova A, Weber J, Redies C, Kindsvater K, Maschke M, et al: MRI atlas of the human cerebellar nuclei. NeuroImage 17:240-255, 2002
Ito M: Neural control of cognition and language. Maratz A, Miyashita Y, O’Neil W (eds): Image, Language, Brain. The MIT
Press, London, 2000, pp149-162
Kinno R, Ohta S, Muragaki Y, Maruyama T, Sakai KL: Left frontal glioma induces functional connectivity changes in syntaxrelated networks. Springerplus 4: 317, 2015
[doi: 10.1186/s40064-015-1104-6]
Saito T, Muragaki Y, Maruyama T, Tamura M, Nitta M, et al: Difficulty in identification of the frontal language area inpatients with dominant frontal gliomas that involve the pars triangularis. J Neurosurg 125: 803-811, 2016
Kinno R, Kii Y, Kurokawa S, Owan Y, Kasai H, et al: Effects of word order and morphological information on Japanese
sentence comprehension in nonfluent/agrammatic variant of primary progressive aphasia. J Neurolinguistics 44: 107-119,2017
Matsuda H, Yagishita A, Tsuji S, Hisada K: A quantitative approach to technetium-99m ethyl cysteinate dimer: a comparison
with technetium-99m hexamethylpropylene amine oxime. Eur J Nucl Med 22: 633-637, 1995

BRAIN and NERVE 70 (10): 1075-1085, 2018 Topics

Title
Lateralization of the Frontal Association Cortex: Syntax-related Networks
Authors
Ryuta Kinnoa) and Kuniyoshi L. Sakaib)a) Department of Neurology, Showa University Fujigaoka Hospital, 1-30 Fujigaoka, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa
227-8501, Japan; b) Department of Basic Science, Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo
Abstract
The left inferior frontal gyrus, a part of the left frontal association cortex, is known to be involved in syntactic processing.
Recently, we identified three syntax-related networks, which included each of the three regions of the left frontal associationcortex. Moreover, patients with agrammatic comprehension caused by damage to the left association cortex showed changes infunctional connectivity in the entire syntax-related network. These findings suggest that the left frontal association cortex is at thecore of syntax-related networks.
Key words: frontal association cortex; syntax; agrammatic comprehension; neural network

前頭連合野における左右差 ― 統辞処理関連の神経回路

閲覧情報：酒井 邦嘉

特集 ⽛左脳と右脳⽜の現在1085

2018/12/29 14:56:40

特 集30)