人間の嗅覚扁桃体サブ領域のキャラクタリゼーション

具体的な目的:

人間の扁桃体は、嗅球から単シナプス入力を直接受け取るという点で、一次嗅覚野の一部です1-4。 これは、嗅覚処理における扁桃体の重要な役割を示唆していますが、人間の扁桃体への嗅覚入力の解剖学的および機能的特性はほとんど調査されていません。 この提案の包括的な目標は、人間の嗅覚処理における扁桃体のサブ領域の役割を解明することです。

嗅球は複数の皮質領域に並行して投射しており、それぞれが嗅覚処理において独自の役割を果たすと考えられています5-10。 扁桃体内では、いくつかの異なるサブ領域が直接単シナプス球の入力を受け取り、異なる役割を示唆していますが、それらの嗅覚機能は完全には理解されていません。 げっ歯類の研究は、嗅覚誘導の社会的および接近/回避行動におけるこれらのサブ領域の潜在的な役割を探求し始めており 、最近達成された後外側皮質扁桃体の史上初の記録 。 しかし、これらの領域に関する私たちの理解はまだ不完全です。 特に、嗅覚扁桃体サブ領域に関するげっ歯類の研究のほとんどは、人間に欠けている副嗅覚系に焦点を当てています。 さらに、ほとんどの人間の研究では、嗅覚扁桃体のサブ領域を個別に考慮していません17-21。 これは、扁桃体サブ領域の大部分が嗅覚入力を受信しないため、および嗅覚処理において異なる役割を果たす可能性が高いため、重要な考慮事項です。 これらの役割は、サブリージョンを個別に分析しないと理解できません。 したがって、嗅覚におけるヒトの扁桃体サブ領域の役割について、より多くの研究が強く必要とされています。 重要なことに、嗅覚扁桃体サブ領域は、側頭葉てんかんの主要な死因である SUDEP22-26 に関与しています。 したがって、これらの領域の解剖学的および機能的特性を理解することは、臨床的にも重要です。

この研究では、多面的で厳密なアプローチを使用して、人間の嗅覚扁桃体サブ領域を研究します。 これは、特殊な高解像度拡散強調イメージング、高解像度扁桃体をターゲットとした fMRI、ヒト扁桃体のまれな直接電気刺激 (純粋に臨床的に処方されたもの)、および人間の精神物理学を組み合わせ、それぞれが異なる問題に対処するのに適しています。

目的 1: 人間の扁桃体の一次嗅覚皮質領域を解剖学的および機能的に特徴付けること。 この目的のための実験では、人間の一次嗅覚扁桃体サブ領域を解剖学的および機能的レベルで慎重に特徴付けます。 実験 1A では、特殊な拡散強調画像を使用して、扁桃体サブ領域に出入りする嗅覚路の位置を特定します。 実験 1B では、安静時 fMRI と k-means クラスタリング アルゴリズムを使用して、個別の全脳機能的接続プロファイルに基づいて扁桃体サブ領域を分割および特徴付けます。 実験 1C では、イベント関連の fMRI を使用して、扁桃体の臭気応答サブ領域を機能的にローカライズします。 仮説は、扁桃体の内側、皮質、および扁桃体周囲のサブ領域が、嗅球との構造的接続、他のサブ領域と比較して強化された臭気応答性、および明確な全脳機能的接続プロファイルを示すというものです。

目的 2: 異なる扁桃体サブ領域の活動が異なる嗅覚行動を反映しているという仮説を検証すること。 この目的のための実験では、fMRI 由来のアンサンブル パターンと時系列を使用して、扁桃体サブ領域の異なる嗅覚の役割を調査し、優れた空間分解能と扁桃体全体の同時カバレッジを実現します。 扁桃体を含む嗅覚皮質領域はコーディングの分配モードを使用するため、fMRI アンサンブル パターンの使用は理想的です。 実験 2A では、fMRI を使用して扁桃体のすべての部分領域の活動を測定しながら、生態学的に関連するさまざまな状況 (社会的、空間的、食物) の下で同一の匂いを提示します。 実験 2B では、fMRI を使用して、扁桃体の fMRI パターンと嗅覚アプローチ/回避行動との相関関係を調べます。 仮説は、げっ歯類のように、扁桃体内側の活動は嗅覚に導かれた社会的知覚決定を反映し、皮質扁桃体の活動は嗅覚に導かれたアプローチ/回避行動を反映するというものです。

目的 3: 異なる嗅覚行動における嗅扁桃体サブ領域の必要性を評価すること。 上記の目的 2 で説明した異なる嗅覚行動における嗅覚扁桃体サブ領域の必要性を評価するために、実験 3 では頭蓋内電気生理学的方法を使用して、目的からの嗅覚タスク中に人間の嗅覚扁桃体サブ領域から直接記録し、電気刺激を直接伝達します。 2. 刺激は臨床プロトコルから逸脱せず、臨床医のみが行います。 このメソッドは、神経活動の直接記録を提供し、特定の行動のための特定の領域の必要性をテストする神経活動の中断を可能にします。 仮説は、皮質扁桃体の振動活動の混乱が嗅覚アプローチ/回避行動を混乱させ、内側扁桃体の振動活動の混乱が嗅覚の社会的知覚決定を混乱させるというものです。