「嗅球」の版間の差分

　嗅球（きゅうきゅう）は脊椎動物の終脳吻側に位置する脳の領域で嗅覚情報処理に関わる。嗅上皮で匂い受容を行う嗅神経細胞からの入力を受け、[[嗅皮質]]に出力する。いわゆる五感（視覚・聴覚・体性感覚・味覚・嗅覚）の情報のうち、[[視床]]を介さずに[[大脳皮質]]に感覚入力するのは嗅覚系だけである。げっ歯類においては、嗅球は嗅上皮からの入力を受ける主嗅球（main olfactory bulb）、鋤鼻器からの入力を受ける副嗅球（accessory olfactory bulb）、およびその他の特殊な嗅神経細胞からの入力を受けるネックレス糸球体（necklace glomeruli）などからなるが、ヒトにおいては主嗅球のみが機能的であると考えられている。ここでは主にマウスでの知見に基づいて述べる。

==主嗅球==

===嗅神経細胞の軸索投射===

　匂い分子は[[嗅上皮]]の[[嗅神経細胞]]によって検出される。嗅神経細胞（olfactory sensory neuron; OSN）は単一の[[樹状突起]]を嗅上皮の表面に向かって伸ばしており、その先端から20-30本の嗅繊毛を嗅粘膜中に伸ばしている。嗅繊毛にはGタンパク質共役型受容体である嗅覚受容体（odorant receptor; OR）が発現しており、嗅粘液中に溶け込んだ匂い分子を検出する。[[嗅覚受容体]]遺伝子はマウスで約1,000種類、ヒトで約350種類存在するが、個々の嗅神経細胞はこれらの中から1種類のみを発現している。嗅神経細胞は単一の[[軸索]]を有し、軸索束を形成しながら篩骨（ethmoid bone）の篩板（cribriform plate）を経て嗅球の糸球体（glomerulus）に接続する。他の感覚系や昆虫の嗅覚系と比較した場合、左右の交叉がなく同側（ipsilateral）の脳にのみ投射するという点は特徴的である。また、嗅神経細胞の軸索は[[ミエリン]]（髄鞘）をもたないという特徴がある。

　嗅球には、入力する嗅神経細胞の種類に応じたドメイン構造が存在する<ref name=ref2><pubmed> 21469960 </pubmed></ref>。嗅上皮の背内側領域（Dゾーン）に位置する嗅神経細胞の軸索は嗅球背側領域（Dドメイン）に投射する。Dゾーンの中でも、[[クラスI嗅覚受容体]]を発現する嗅神経細胞の軸索は、より背側のD_Iドメインに、[[クラスII嗅覚受容体]]を発現する嗅神経細胞軸索はより腹側のD_IIドメインに投射する。嗅上皮の腹外側領域（Vゾーン）の嗅神経細胞の軸索（クラスII嗅覚受容体を発現）は嗅球腹側領域（Vドメイン）に投射する。更に、Vゾーン内でも嗅覚受容体の種類によって発現領域に偏りがあり、嗅上皮の背内-腹外軸方向の発現分布が嗅球背腹軸方向の投射位置におおよそ対応する。

===嗅球の匂い地図===

　視覚、体性感覚においては、末梢で受容される情報の位置関係が脳においても保って表現されており、これはしばしばトポグラフィックマップ（それぞれ視覚地図、体性感覚地図）と呼ばれる。これに対し、嗅球の匂い地図（嗅覚地図）は嗅上皮の位置情報を表現している訳ではない。嗅球においては、個々の糸球体が対応する嗅覚受容体の活性化度合いを表現しており、匂い分子の種類によって活性化する糸球体の種類や数が異なる。大域的には嗅球の領域によって匂い分子に対する特異性やチューニングが異なっており、匂いクラスターと呼ばれるが<ref name=ref3><pubmed> 16601265 </pubmed></ref>、局所レベルでは必ずしも近傍の糸球体が似た匂い分子に応答するわけではなく、他の感覚系の地図のように、[[受容野]]の類似性にもとづく厳密なマップ、すなわちケモトピー（chemotopy）が存在するわけではない<ref name=ref4><pubmed> 21692659 </pubmed></ref>。また、古くは嗅覚にも味覚の五味のような基本臭があるのではないかという説もあったが、嗅球の匂い地図からその根拠を見出すことは今のところ困難である。しかしながら、遺伝学的手法を用いてDドメインのみを欠失させたマウスでは先天的嗅覚恐怖行動が無くなることが知られており、機能的には何らかのドメイン構造があるものと考えられている<ref name=ref2/>。

===嗅球内の回路===

　嗅球には層構造があり、表層から順に、嗅神経層（olfactory nerve layer）、糸球体層（glomerular layer）、外網状層（external plexiform layer）、僧帽細胞層（mitral cell layer）、内網状層（internal plexiform layer）、顆粒細胞層（granule cell layer）からなる。嗅球の神経細胞には、[[興奮性ニューロン]]として僧帽細胞（mitral cell）と房飾細胞（tufted cell）があり、[[抑制性ニューロン]]として傍糸球体細胞（periglomerular cell）と顆粒細胞（granule cell）がある。実際には傍糸球体細胞と顆粒細胞は多様な抑制性ニューロンの総称である。嗅球の神経細胞の中で、嗅球から嗅皮質へと出力するのは僧帽細胞と房飾細胞のみである<ref name=ref2/><ref name=ref6><pubmed> 16776583 </pubmed></ref>（'''図3'''）。

===嗅球から嗅皮質への出力回路===

　嗅球から[[嗅皮質]]へと出力するのは興奮性ニューロンである僧帽細胞と房飾細胞のみである。僧帽・房飾細胞の軸索は軸索束を形成し、嗅球の後方外側で外側嗅索（lateral olfactory tract）となって嗅皮質へと伸びる。嗅皮質は前嗅核（anterior olfactory nucleus、もしくはanterior olfactory cortex）、嗅結節（olfactory tubercle）、梨状皮質（piriform cortex）、[[扁桃体]]皮質核（cortical amygdala）、[[嗅内皮質]]（entorhinal cortex）などからなる<ref name=ref2/>。個々の僧帽・房飾細胞は外側嗅索から多くの軸索分岐を伸ばして複数の皮質領域へと投射する。僧帽細胞は梨状皮質に多く出力するが、房飾細胞は嗅結節に多く出力する、という違いが見られる<ref name=ref2/>。梨状皮質への投射においては嗅球での位置関係は保たれていない。梨状皮質の個々の[[錐体細胞]]には複数の糸球体からの情報が入力されていることが知られている。

===発生と再生===

　嗅神経細胞の嗅球への軸索投射は胎生後期から開始し、生後数日までには糸球体および嗅覚地図が完成する。嗅神経細胞の軸索投射位置は、発現する嗅覚受容体の種類によって規定される。この過程では、嗅覚受容体が[[サイクリックAMP]]シグナルを介して[[軸索ガイダンス分子]]や[[細胞接着分子]]の遺伝子発現を制御する、というユニークな機構が知られている<ref name=ref2/>。嗅神経細胞は生涯に亘って常時再生し続けており、30-120日で新しい嗅神経細胞に置き換わる。通常の再生時には嗅神経細胞は嗅球の正しい位置に接続するが、重篤なウイルス感染等によって一度に多くの嗅神経細胞が死んでしまったり、嗅神経細胞軸索が物理的に切断された場合には正しい嗅覚地図が再現されないことが知られており、これが異臭症の一因と考えられている<ref><pubmed> 10781027 </pubmed></ref>。

==副嗅球==

　副嗅球は嗅球の後背側に位置し、鋤鼻器からの入力を受ける。鋤鼻器は揮発性のみならず、ペプチド性の化学物質も受容するという点が嗅上皮と異なる。こうしたリガンドはしばしば[[フェロモン]]として作用することから、鋤鼻受容体は[[フェロモン受容体]]とも呼ばれる。しかしながら、鋤鼻器は天敵の匂いや通常の匂い分子も受容しているし、主嗅覚系でもフェロモン分子を受容していることから、嗅上皮＝匂い受容、鋤鼻器＝フェロモン受容という図式は正確ではない。

==関連項目==

*[[嗅覚受容体]]

*[[フェロモン]]

==参考文献==

<references />

重要な関連語：主嗅球、副嗅球、嗅球糸球体、糸球体、僧帽細胞、房飾細胞、傍糸球体細胞、匂い地図、嗅覚地図、糸球体地図、ケモトピー、異臭症