「帯状皮質運動野」の版間の差分

英語名：cingulate motor area

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　帯状皮質運動野は、[[前頭葉]]内側部の[[帯状溝]]（cingulate sulcus）に沿って存在する[[運動野]]である。[[一次運動野]]や[[脊髄]]に直接投射し、この領域を電気刺激すると運動が誘発され、広義の[[運動前野]]の1つとみなされる<ref name="ref1">'''Kandel, E.R., Schwartz, J.H. & Jessell, T.M.''' (eds.)<br>Principles of Neural Science, Edn. 4.<br>McGraw-Hill Medical, 2000</ref> <ref name="ref2">'''丹治順'''<br>脳と運動―アクションを実行させる脳<br>共立出版, 1999</ref>。また、帯状皮質運動野吻側部は、報酬の情報に基づく行動選択などの高次機能にも関与する。  

}}

　帯状皮質運動野の解剖は、[[wikipedia:ja:サル|サル]]（マカカ属サル）においてよく知られている。サルおよび[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]の帯状皮質運動野の位置を（図1）に示す。  

　サルとヒトでは脳の大きさや脳溝の走行が異なり、ヒトでは帯状溝の走行が個体間でかなり異なる<ref name="ref8">'''Ono, M., Kubik, S. & Abernathey, C.D.'''<br>Atlas of the cerebral sulci.<br>Thieme, New York; 1990.</ref> <ref name="ref9"><pubmed>7499543</pubmed></ref>ため、ヒトにおいて上述の部位と正確に相同な領域は同定できないが、吻側帯状領域（rostral cingulate zone; RCZ）および尾側帯状領域（caudal cingulate zone; CCZ）が帯状皮質運動野に相当する。CCZ は VCA line（vertical commissure anterior line; [[前交連]]を通り、前交連後交連結合線 AC-PC line に垂直な線）付近の [[ブロードマン24野|24野]]にあり、比較的単純な運動課題の遂行にて活動する<ref name="ref5" />。その位置、細胞構築<ref name="ref4" />、および活動パターンから、サルの CMAd に対応すると考えられる<ref name="ref5" />。RCZ は、主に [[ブロードマン32野|32野]]、一部24c野にあり、前方の RCZa（anterior portion of the RCZ）と、後方の RCZp（posterior portion of the RCZ）の2領域にわけられる。その活動パターンと位置から、RCZa はサルの CMAr に対応し、残る RCZp は CMAv に対応すると推測されているが、これは CCZ と CMAd の対応と比較し、憶測的である。ヒトの RCZp とサルの CMAv には、解剖学的な乖離がある。サルの CMAv は CMAd の腹側にあるが、ヒトの RCZp は特に上肢領域で CCZ より背側にある。また、サルの CMAv は23c野にある<ref name="ref4" />が、ヒトの RCZp は主に32野にある。（ただし、サルの23野がヒトの23野に相当するとは考えにくい。ヒトの23野は motor task では活動がみられず、体性感覚刺激にて反応し<ref name="ref10"><pubmed>12106480</pubmed></ref> <ref name="ref11"><pubmed>1519476</pubmed></ref>、電気刺激により、運動ではなく[[体性感覚]]が誘発される<ref name="ref12"><pubmed>8467887</pubmed></ref>。）

　なお、いわゆる[[前帯状皮質]]（anterior cingulate cortex; ACC）とは、帯状回のブロードマン[[ブロードマン24野|24a野]]、[[ブロードマン24野|24b野]]、[[ブロードマン25野|25野]]と、帯状溝内の 24c野および 32野を含む広い領域を指す<ref name="ref13"><pubmed>11389475</pubmed></ref>。したがって、CMAr は、前帯状皮質に含まれる。前帯状皮質を背側前帯状皮質（dorsal anterior cingulate cortex; dACC）と吻側前帯状皮質（rostral anterior cingulate cortex; rACC）の2領域にわけることもあるが、ヒトの dACC は、脳梁膝部（genu of the corpus callosum）から VCA line までの、帯状溝の背側部と腹側部を含む領域（24b-c・32野）で、認知機能に関与し（cognitive division）、サルの CMAr にほぼ相当する。rACC は、[[脳梁]]膝部より吻側、腹側（24a-c・32野、25・[[ブロードマン23野|33野]]）にあり、情動処理に関係する（affective division）<ref name="ref14"><pubmed>10827444</pubmed></ref> <ref name="ref15"><pubmed>16227444</pubmed></ref>。  

　帯状皮質運動野は、次の部位から入力を受ける：[[側頭連合野]]前部<ref name="ref16"><pubmed>3624555</pubmed></ref> <ref name="ref17"><pubmed>9443842</pubmed></ref>、[[頭頂連合野]]下部<ref name="ref16"><pubmed>3624555</pubmed></ref>、[[前頭前野]]外側面<ref name="ref18"><pubmed>8288777</pubmed></ref> <ref name="ref19"><pubmed>7515081</pubmed></ref>（ただし、[[ブロードマン46野|46野]]からの直接投射はわずかである。46野からの入力は主に運動前野（PMdr と PMvr）を介して CMAr へ入る<ref name="ref20"><pubmed>15217388</pubmed></ref> <ref name="ref21"><pubmed>12761828</pubmed></ref>）、[[前補足運動野]]（pre-supplementary motor area; pre-SMA）<ref name="ref21"><pubmed>12761828</pubmed></ref>、[[帯状回]]<ref name="ref17"><pubmed>9443842</pubmed></ref>、[[眼窩前頭皮質]]（orbitofrontal cortex）<ref name="ref16"><pubmed>3624555</pubmed></ref> <ref name="ref17"><pubmed>9443842</pubmed></ref>、[[扁桃核]]と[[海馬傍回]]<ref name="ref16"><pubmed>3624555</pubmed></ref> <ref name="ref17"><pubmed>9443842</pubmed></ref> <ref name="ref22"><pubmed>15335441</pubmed></ref>、[[後頭葉]]（[[鳥距溝後部]]）<ref name="ref17"><pubmed>9443842</pubmed></ref>、[[島皮質]]<ref name="ref16"><pubmed>3624555</pubmed></ref> <ref name="ref17"><pubmed>9443842</pubmed></ref>、[[視床]]（[[外側腹側核]]の口領域（VLo）と[[視床髄板内核群]]（IL））。さらに、CMAr は[[視床前核]]から、CMAc は[[後外側腹側核]]（VPL）の口領域と外側腹側核（VL）の尾側部から入力を受ける<ref name="ref21" /> <ref name="ref23"><pubmed>3624554</pubmed></ref>。また、[[中脳]]から[[ドーパミン]]性の入力も受ける<ref name="ref24"><pubmed>2563268</pubmed></ref> <ref name="ref25"><pubmed>8100725</pubmed></ref>。すなわち、側頭・頭頂連合野から外界環境に関する情報を、[[辺縁系]]から[[情動]]・[[内的欲求]]や身体の状態などに関する情報を、前頭前野から行動全体の遂行状況に関する情報を受け取る。  

　前補足運動野と帯状皮質運動野は相互に密接な連絡を持ち、運動の高次のコントロールに強く関与していると考えられる。また、帯状回<ref name="ref16" />、扁桃体<ref name="ref31"><pubmed>17099887</pubmed></ref>とも相互に連絡し、帯状皮質運動野内の各亜領域も互いに強く連絡している<ref name="ref17" />。このように、帯状皮質運動野は、内的および外的の情報を受けて、運動出力を行う領野へ情報を送るため、様々な情報に基づいた自発的な行動選択に大きな役割を果たしていると考えられている<ref name="ref17" />。  

　帯状皮質運動野の各亜領域では、それぞれ線維連絡のようすが異なり、[[一次運動野]]や頭頂葉、視床などの各対象領野との連絡部位も各亜領域間で異なる。入出力のパターンも異なり、例えば、帯状皮質運動野の尾側部は、一次運動野、補足運動野、前補足運動野から投射を受けるが、吻側部は一次運動野、補足運動野からの投射を受けない<ref name="ref21" />。また、帯状皮質運動野吻側部は、前補足運動野へ豊富に投射するが、一次運動野への投射は多くない。一方、尾側部は一次運動野への投射が多く、前補足運動野への投射は少ない<ref name="ref27" /> <ref name="ref29" />。なお、補足運動野への投射に関しては、吻側部・尾側部から同程度ある<ref name="ref27" />という報告と、尾側部から多く、吻側部からは少ない、という報告<ref name="ref29" />がある。吻側部、尾側部ともに扁桃体からの入力を受けるが、特に吻側部の顔領域への入力が豊富である。扁桃体 → 帯状皮質運動野吻側部 → [[顔面神経核]]（橋）の経路が、感情的な表情の表出に関与していると考えられている<ref name="ref31" />。

　帯状皮質運動野（主に CMAr）は、最適な行動選択を行うために必要な情報処理に関与する。サルの単一神経細胞記録や[[破壊実験]]によると、この領域は以下のような機能に関わるといわれている。[[報酬]]の情報に基づいた[[運動選択]]（reward-based motor selection）<ref name="ref38"><pubmed>9812901</pubmed></ref>、[[エラー]]の検出（error detection）<ref name="ref39"><pubmed>111772</pubmed></ref> <ref name="ref40"><pubmed>14526085</pubmed></ref>、行動のイベント経過のモニター<ref name="ref41"><pubmed>15703223</pubmed></ref>、正しい[[行動順序]]の探索<ref name="ref42"><pubmed>10769392</pubmed></ref>、[[行動の価値]]（action value）の推定<ref name="ref43"><pubmed>16783368 </pubmed></ref> <ref name="ref44"><pubmed>18215627</pubmed></ref>、報酬の予測と[[予測誤差]]（prediction error）の検出<ref name="ref45"><pubmed>12040201</pubmed></ref> <ref name="ref46"><pubmed>16207931</pubmed></ref> <ref name="ref47"><pubmed>17670983</pubmed></ref>、自分自身はとらなかった行動に導かれる「経験していない結果（fictive outcome）」の情報処理<ref name="ref48"><pubmed>19443783</pubmed></ref>等である。帯状皮質運動野が、これらのうち、もしくは別の1つの機能に特化していると説明しようとするより、行動（action）・結果（outcome）のモニタリングおよび評価を次の行動につなげる意思決定（decision making）過程に関与すると考えるほうが自然であろう。なお、帯状皮質運動野より前方部分の前帯状皮質においても、予測誤差の検出<ref name="ref49"><pubmed>17450137</pubmed></ref>、報酬の有無や報酬量、報酬獲得に必要な労力に関連した活動<ref name="ref50"><pubmed>19453638</pubmed></ref>等の報告があり、この領域一帯の細胞は、報酬の情報に基づいた行動選択に関わると考えられる。また、1つの細胞が複数の異なる情報をコードしたり、異なる情報（例えば、報酬が得られる確率と予測誤差など）をコードする細胞が領域内で混在したりしていることもしばしば報告される<ref name="ref47" /> <ref name="ref50" />。  

　同様に、ヒトを対象とした [[FMRI]]、[[PET]] の研究においても、エラーの検出など行動の評価（action valuation）に関わる情報処理や、自己の意思による行動選択の際に帯状皮質運動野の活動がみられる<ref name="ref5" /> <ref name="ref51"><pubmed>1679944</pubmed></ref> <ref name="ref52"><pubmed>11707094</pubmed></ref> <ref name="ref53"><pubmed>15097995</pubmed></ref> <ref name="ref54"><pubmed>15494729</pubmed></ref>。  

　一次運動野の顔面領域に障害がある患者も、感情的な表情を表出することができる。これには、辺縁系から帯状皮質運動野を介し、顔面神経核に至る経路が関与していることが推測されている<ref name="ref31" />。  

　[[帯状回てんかん]]（cingulate cortex seizure）では[[口部自動症]]や複雑な[[身振り自動症]]がみられる。これは、帯状皮質運動野の機能を考える一助となる<ref name="ref63"><pubmed>7895011</pubmed></ref>。[[内側側頭葉てんかん]]（mesial temporal lobe epilepsy; MTLE）では、運動停止の他に、口部自動症、顔面・頸部・上肢を含む複雑な自動症が見られるが、これらの自動症の原因の一つとして、焦点である扁桃体、側頭葉腹内側部からCMAr の主に顔面・上肢領域が直接入力を受けることが挙げられる<ref name="ref31" />。  

　難治性の[[うつ病]]（depression）、[[強迫神経症]]（obsessive compulsive disorder; OCD）に外科的治療を行うことがある。術式の1つに前帯状回破壊術（anterior cingulotomy）があり、両側ブロードマン 24/32野に小破壊巣を作るが、これは、帯状皮質運動野ではなく、[[帯状束]]（cingulum bundle）をターゲットとしている<ref name="ref66"><pubmed>    19759530</pubmed></ref> <ref name="ref67"><pubmed>20736994</pubmed></ref>。これらの精神疾患、特に強迫神経症では、[[皮質-基底核-視床ループ]]の1つである[[辺縁系ループ]]（limbic loop）が病態に深く関わっていると考えられ、強迫神経症患者における辺縁系ループの各構成要素の活動は、コントロール群と比較し上昇しており、症状を誘発した際にはさらに上昇し、治療により低下してゆく<ref name="ref66" /> <ref name="ref68"><pubmed>22138231</pubmed></ref>。手術では、辺縁系ループの連絡を各所で阻害する（上記 anterior cingulotomy や、anterior capsulotomy、subcaudate tractotomy、limbic leukotomy、および[[内包]]前脚腹側部/線条体腹側部（VC/VS）、[[尾状核]]腹側部、視床下核の[[脳深部刺激]]（deep brain stimulation; DBS））<ref name="ref66" />。なお、前帯状皮質 は、眼窩前頭皮質などとともに辺縁系ループを構成する。帯状皮質運動野は、これとは別の、[[運動ループ]]（motor loop）を構成するのであるが、最近の研究では、辺縁系ループだけでなく、dACC のエラー処理および conflict monitoring の異常や、扁桃体も強迫神経症の病態に関与していると考えられている<ref name="ref68" />。その他、dACC は、[[心的外傷後ストレス障害]]（posttraumatic stress disorder; PTSD）、[[不安障害]]（anxiety disorders）、[[薬物乱用]]と関わっているといわれている<ref name="ref69"><pubmed>17928261</pubmed></ref> <ref name="ref70"><pubmed>19625997</pubmed></ref> <ref name="ref71"><pubmed>19716751</pubmed></ref> <ref name="ref72"><pubmed>15808502</pubmed></ref>。