嗅内皮質

嗅内皮質 300px 内側面。（嗅内皮質はおおよそ左下の28野と34野に対応する。） 300px 右半球の内側面。嗅内皮質は下部付近に見える。 ラテン語 cortex entorhinalis 所属 側頭葉 動脈 後大脳動脈脈絡叢動脈 静脈 下線条静脈 MeSH D018728 NeuroNames 168 NeuroLex birnlex_1508

嗅内皮質（きゅうないひしつ、、略称：EC）は、不等皮質に属する脳領域であり、側頭葉内側部に位置する。記憶・ナビゲーション・時間知覚に関わる広域ネットワークのハブとして機能するMartin, John D. (2020). Neuroanatomy: Text and Atlas (5th ed.). New York: McGraw Hill. p. 381. .。嗅内皮質は海馬と新皮質の間の主要なインターフェースである。EC-海馬系は、陳述（自伝的・エピソード的・意味的）記憶、特に空間記憶（記憶形成・記憶固定化・睡眠中の記憶最適化）において重要な役割を担う。嗅内皮質はまた、古典的痕跡条件付けの瞬膜反応における入力信号の前処理（既知性）にも関与しており、眼および耳からの刺激の統合が嗅内皮質で行われる。

ブロードマン野ではブロードマン28野（嗅内野）およびブロードマン34野（背側嗅内野）に相当する。

 解剖 

 構造 

嗅内皮質は海馬傍回の吻側部の一部を構成する。

嗅内皮質は通常、内側部と外側部に分けられ、領域全体を垂直に横切る3つの帯状区分がそれぞれ異なる特性と結合性を持つ。嗅内皮質の解剖学的な特徴として、第IV層に相当する部位に細胞体が欠如していることが挙げられ、この層は「ラミナ・ディセカンス」（Lamina dissecans）と呼ばれる。

 結合 

嗅内皮質の浅層（第II層・第III層）は歯状回および海馬へ投射する。第II層は主に歯状回および海馬CA3野へ投射し、第III層は主に海馬CA1野および海馬台（subiculum）へ投射する。これらの層は、他の皮質野（特に連合野・嗅周皮質・海馬傍回皮質）および前頭前野から入力を受ける。嗅内皮質は全体として、すべての感覚様式からの高度に処理された情報と、進行中の認知過程に関する情報を受け取る。ただし、嗅内皮質内ではこれらの情報は少なくとも部分的に分離されたまま保たれている。

深層（特に第V層）は海馬の3つの主要な出力の1つを受け取り、浅層の嗅内皮質に投射する他の皮質野への接続を相互的に形成する。

 ブロードマン野 

 ブロードマン34野 ― 「背側嗅内野」（area entorhinalis dorsalis）
 ブロードマン28野 ― 「嗅内野」（area entorhinalis）

 機能 

 ニューロンによる情報処理 

2005年、嗅内皮質がラットの空間環境の神経地図を含むことが発見されたHafting T, Fyhn M, Molden S, Moser M, Moser E (2005). "Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex". Nature. 436 (7052): 801–6. . .。2014年、ジョン・オキーフ、マイブリット・モーセル、エドバルド・モーセルがこの発見（の一部）に対してノーベル生理学・医学賞を受賞した"Overview of Nobel Prize laureates in Physiology or Medicine".。

げっ歯類において、外側嗅内皮質のニューロンは空間的選択性をほとんど示さないのに対し、内側嗅内皮質（MEC）のニューロンは六角形パターンで配置された複数の「場所野」（place fields）を示し、「格子細胞」（grid cells）と呼ばれるFyhn M, Molden S, Witter M, Moser E, Moser M (2004). "Spatial representation in the entorhinal cortex". Science. 305 (5688): 1258–64. . .。これらの場野とその間隔は、MECの背外側から腹内側にかけて増大する。

同研究グループはラットの内側嗅内皮質において「速度細胞」（speed cells）を発見したKropff Em; Carmichael J E; Moser M-B; Moser E-I (2015). "Speed cells in the medial entorhinal cortex". Nature. 523 (7561): 419–424. . .。運動速度は固有感覚情報から変換され、これらの細胞の発火率として表現される。これらの細胞はげっ歯類の将来の速度と相関して発火することが知られている。

最近、嗅内皮質第II層のリーリン(Reelin)陽性細胞の機能を解明する一般的な理論が提唱されたKovács KA (September 2020). "Episodic Memories: How do the Hippocampus and the Entorhinal Ring Attractors Cooperate to Create Them?". Frontiers in Systems Neuroscience. 14 559168: 68. . . .。この概念によると、これらの細胞は一般に1次元リングアトラクターとして組織化され、内側部（ヒトでは後内側部）では格子細胞（解剖学的には星状細胞）として機能し、外側部（ヒトでは前外側部）では「ファン細胞」（fan cells）として現れ、新しいエピソード記憶のエンコードを可能にするとされる。この概念は、嗅内皮質のファン細胞がげっ歯類においてエピソード様記憶の形成に不可欠であるという事実によって裏付けられているVandrey B, Garden DL, Ambrozova V, McClure C, Nolan MF, Ainge JA (January 2020). "Fan cells in layer 2 of the lateral entorhinal cortex are critical for episodic-like memory". Current Biology. 30 (1): 169–175.e5. . . .。

ビデオゲームをプレイしているヒトのニューロンの単一ユニット記録により、嗅内皮質に「経路細胞」（path cells）が発見されたJacobs J, Kahana MJ, Ekstrom AD, Mollison MV, Fried I (2010). "A sense of direction in human entorhinal cortex". Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (14): 6487–6492. . . .。これらの細胞の活動は、人物が時計回りか反時計回りの経路をたどっているかを示す。嗅内皮質の「方向」経路細胞は、人物が体験する場所に関係なくこの方向性を示す点で、特定の場所によって活性化される海馬の場所細胞とは対照的である。

嗅内皮質のニューロンは環境における方向活動などの一般的な情報を処理するのに対し、海馬のニューロンは通常、特定の場所に関する情報をエンコードする。このことは、嗅内皮質が現在の文脈に関する一般的な特性をエンコードし、それが海馬によってこれらの特性の組み合わせから独自の表現を作成するために使用されることを示唆している。

研究全般において、内側嗅内皮質（MEC）は主に空間の処理を、外側嗅内皮質（LEC）は主に時間の処理をサポートするという有用な区別が強調されているIntegrating time from experience in the lateral entorhinal cortex. Albert Tsao, Jørgen Sugar, Li Lu, Cheng Wang, James J. Knierim, May-Britt Moser & Edvard I. Moser. Nature volume 561, pages 57–62 (2018).。

MECは「シータ波」と呼ばれる約8Hzの強いリズム性神経活動を示すHernández-Pérez JJ, Cooper KW, Newman EL (2020). "Medial entorhinal cortex activates in a traveling wave in the rat". eLife. 9 e52289. . . .。脳領域全体にわたる神経活動の変化により、非対称なシータ振動によって海馬と同様のMEC長軸上での「進行波」現象が観察される。これらの位相シフトとその波形変化の根本的な原因は不明である。

嗅内皮質の体積の個人差は味覚知覚と関連している。左半球の嗅内皮質が大きい人ほど、トニックウォーターの苦みの源であるキニーネを苦く感じにくいHwang LD, Strike LT, Couvy-Duchesne B, de Zubicaray GI, McMahon K, Breslin PA, Reed DR, Martin NG, Wright MJ (2019). "Associations between brain structure and perceived intensity of sweet and bitter tastes". Behav. Brain Res. 2 (363): 103–108. . . .。

 臨床的意義 

 アルツハイマー病 

嗅内皮質はアルツハイマー病において最初に影響を受ける脳領域である。2013年の機能的磁気共鳴画像法（fMRI）研究により、その部位が外側嗅内皮質に特定されたKhan UA, Liu L, Provenzano FA, Berman DE, Profaci CP, Sloan R, Mayeux R, Duff KE, Small SA (2013). "Molecular drivers and cortical spread of lateral entorhinal cortex dysfunction in preclinical Alzheimer's disease". Nature Neuroscience. 17 (2): 304–311. . . .。最近では、「ファン細胞」と呼ばれる特定のニューロン群が、外側嗅内皮質においてアルツハイマー病関連の損傷を最初に受けるニューロンとして提唱されているKovács KA (December 2021). "Relevance of a Novel Circuit-Level Model of Episodic Memories to Alzheimer's Disease". International Journal of Molecular Sciences. 23 (1): 462. . . .。

ロペス（Lopez）らは多モーダル研究において、アルツハイマー病へ進行する軽度認知障害患者と安定した患者との間で左嗅内皮質の体積に差異があることを示したLopez, M. E.; Bruna, R.; Aurtenetxe, S.; Pineda-Pardo, J. A.; Marcos, A.; Arrazola, J.; Reinoso, A. I.; Montejo, P.; Bajo, R.; Maestu, F. (2014). "Alpha-Band Hypersynchronization in Progressive Mild Cognitive Impairment: A Magnetoencephalography Study". Journal of Neuroscience. 34 (44): 14551–14559. . . .。また、左嗅内皮質の体積は右前帯状回と側頭後頭領域間のアルファ帯域位相同期レベルと逆相関することも発見された。

2012年、UCLAの神経科学者らは、脳内に電極を既に植え込んでいた7名のてんかん患者を対象に、仮想タクシービデオゲームを用いた実験を実施したSuthana, N.; Haneef, Z.; Stern, J.; Mukamel, R.; Behnke, E.; Knowlton, B.; Fried, I. (2012). "Memory Enhancement and Deep-Brain Stimulation of the Entorhinal Area". New England Journal of Medicine. 366 (6): 502–510. . . .。研究者が患者の学習中に嗅内皮質の神経線維を刺激すると、患者はより適切にルートをナビゲートし、ランドマークをより素早く認識できるようになった。これは患者の空間記憶の改善を示すものであった。

 研究 

 有酸素運動の効果 

若年被験者を対象とした研究で、有酸素運動の体力が嗅内皮質の体積と正の相関を示すことが明らかになり、有酸素運動が側頭葉内側部記憶系（嗅内皮質を含む）に好ましい影響を与える可能性が示された"Study highlights the importance of physical activity and aerobic exercise for healthy brain function". Retrieved 2017-12-04.。

 他の動物における嗅内皮質 

げっ歯類では、嗅内皮質は側頭葉の尾側端に位置する。げっ歯類の嗅内皮質はモジュール組織を示し、各部位で異なる特性と結合性を持つ。

霊長類では、嗅内皮質は側頭葉の吻側端に位置し、背外側方向へ伸展する。

 脚注 

 関連項目 

 海馬
 海馬傍回
 嗅周皮質
 格子細胞
 場所細胞
 アルツハイマー病
 側頭葉
 記憶

 追加画像 

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