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Progress in brain research19900101Vol.85issue()

大脳基底核 - 視床皮質回路:運動、眼球運動、「前頭前野」、「辺縁系」機能の平行基質

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PMID:2094891DOI:
文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
  • Review
概要
Abstract

「分離された回路」仮説の中心的なテーマは、特定された各回路の間ではなく、構造的収束と機能的統合が発生するということです。確かに、このスキームが基づいている解剖学的証拠は不完全なままです。この仮説は、さまざまな動物のセットで行われた順行性と逆行標識研究の比較に主に前提とされています。「モーター」回路の場合にのみ、個々の被験者でループの連続性が直接実証された証拠があります。他の回路の場合、そのような連続性は、個別の実験で得られた各回路の異なるコンポーネント上のデータの比較から推測されます。皮質から大脳基底核から視床までの経路の顕著な圧縮のため、実験被験者間の投影地形の比較は危険な場合があります。維持された分離の仮説の決定的なテストは、1つの回路の連続性、または隣接する回路の分離が個々の被験者で直接調べることができる追加の二重および複数のラベル追跡実験を待っています。ただし、この方法論を採用したこれまでの少数の研究が、分離された回路仮説と一致する結果を生成したことは注目に値します。さらに、動物の振る舞いにおける単一の細胞記録は、「運動」および「眼球運動」回路全体の個々のニューロンのレベルで機能的特異性の顕著な保存を示しています。これらの2つの回路を構成するシーケンシャルプロジェクション内に厳格な地形特異性がない場合、そのような機能的特異性をどのように維持できるか想像することは困難です。ただし、これは、機能チャネルの内部構造(たとえば、「モーター」回路内の「アーム」チャネル)がケーブルのようなポイントツーポイントトポグラフィを持つと予想されるということではありません。分析の粒が十分に細かい場合、解剖学的研究により、内核予測の末端フィールド(例えば、線条体、pallidum、nigra、視床など)が斑状で非常に異なるように見えることを繰り返し示しており、投影細胞の隣接するグループを示唆していることを示唆しています。シナプス後ニューロンの相互操作クラスターに影響を与える傾向があります。ただし、単純なポイントツーポイントトポグラフィよりも複雑で複雑ですが、このタイプの配置は機能的特異性を維持できるはずです。上記で簡単に説明したように、さまざまな前腹部モーター場からの「モーター」回路(MC、SMA、APAなど)からの「モーター」回路への入力が、回路を通過する際にどの程度統合されているかはまだ明確ではありません。現在、被毛虫のレベルでは、そのような入力は分離されたままであるように見えます(400語で抽象化された)

「分離された回路」仮説の中心的なテーマは、特定された各回路の間ではなく、構造的収束と機能的統合が発生するということです。確かに、このスキームが基づいている解剖学的証拠は不完全なままです。この仮説は、さまざまな動物のセットで行われた順行性と逆行標識研究の比較に主に前提とされています。「モーター」回路の場合にのみ、個々の被験者でループの連続性が直接実証された証拠があります。他の回路の場合、そのような連続性は、個別の実験で得られた各回路の異なるコンポーネント上のデータの比較から推測されます。皮質から大脳基底核から視床までの経路の顕著な圧縮のため、実験被験者間の投影地形の比較は危険な場合があります。維持された分離の仮説の決定的なテストは、1つの回路の連続性、または隣接する回路の分離が個々の被験者で直接調べることができる追加の二重および複数のラベル追跡実験を待っています。ただし、この方法論を採用したこれまでの少数の研究が、分離された回路仮説と一致する結果を生成したことは注目に値します。さらに、動物の振る舞いにおける単一の細胞記録は、「運動」および「眼球運動」回路全体の個々のニューロンのレベルで機能的特異性の顕著な保存を示しています。これらの2つの回路を構成するシーケンシャルプロジェクション内に厳格な地形特異性がない場合、そのような機能的特異性をどのように維持できるか想像することは困難です。ただし、これは、機能チャネルの内部構造(たとえば、「モーター」回路内の「アーム」チャネル)がケーブルのようなポイントツーポイントトポグラフィを持つと予想されるということではありません。分析の粒が十分に細かい場合、解剖学的研究により、内核予測の末端フィールド(例えば、線条体、pallidum、nigra、視床など)が斑状で非常に異なるように見えることを繰り返し示しており、投影細胞の隣接するグループを示唆していることを示唆しています。シナプス後ニューロンの相互操作クラスターに影響を与える傾向があります。ただし、単純なポイントツーポイントトポグラフィよりも複雑で複雑ですが、このタイプの配置は機能的特異性を維持できるはずです。上記で簡単に説明したように、さまざまな前腹部モーター場からの「モーター」回路(MC、SMA、APAなど)からの「モーター」回路への入力が、回路を通過する際にどの程度統合されているかはまだ明確ではありません。現在、被毛虫のレベルでは、そのような入力は分離されたままであるように見えます(400語で抽象化された)

The central theme of the "segregated circuits" hypothesis is that structural convergence and functional integration occurs within, rather than between, each of the identified circuits. Admittedly, the anatomical evidence upon which this scheme is based remains incomplete. The hypothesis continues to be predicated largely on comparisons of anterograde and retrograde labeling studies carried out in different sets of animals. Only in the case of the "motor" circuit has evidence for the continuity of the loop been demonstrated directly in individual subjects; for the other circuits, such continuity is inferred from comparisons of data on different components of each circuit obtained in separate experiments. Because of the marked compression of pathways leading from cortex through basal ganglia to thalamus, comparisons of projection topography across experimental subjects may be hazardous. Definitive tests of the hypothesis of maintained segregation await additional double- and multiple-label tract-tracing experiments wherein the continuity of one circuit, or the segregation of adjacent circuits, can be examined directly in individual subjects. It is worthy of note, however, that the few studies to date that have employed this methodology have generated results consistent with the segregated circuits hypothesis. Moreover, single cell recordings in behaving animals have shown striking preservation of functional specificity at the level of individual neurons throughout the "motor" and "oculomotor" circuits. It is difficult to imagine how such functional specificity could be maintained in the absence of strict topographic specificity within the sequential projections that comprise these two circuits. This is not to say, however, that we expect the internal structure of functional channels (e.g., the "arm" channel within the "motor" circuit) to have cable-like, point-to-point topography. When the grain of analysis is sufficiently fine, anatomical studies have shown repeatedly that the terminal fields of internuclear projections (e.g., to striatum, pallidum, nigra, thalamus, etc.) often appear patchy and highly divergent, suggesting that neighboring groups of projection cells tend to influence interdigitating clusters of postsynaptic neurons. While more intricate and complex than simple point-to-point topography, however, this type arrangement should also be capable of maintaining functional specificity. As discussed briefly above, it is not yet clear to what extent the inputs to the "motor" circuit from the different precentral motor fields (e.g., MC, SMA, APA) are integrated in their passage through the circuit. It now appears that at the level of the putamen such inputs remain segregated.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)

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