中脳のさまざまな部分を映した3D医療アニメーションの静止画
中脳のさまざまな部分を撮影した 3D 医療アニメーションの静止画。

脳幹（または脳幹）は、脳の後方にある茎状の部分で、大脳と脊髄を繋いでいます。[1]人間の脳では、脳幹は中脳、橋、延髄から構成されています。[1]中脳はテント切痕を介して間脳の視床と連続しており、間脳が脳幹に含まれることもあります。[2]

脳幹は非常に小さく、脳の全重量の約2.6%を占めるに過ぎません。[3]脳幹は心臓と呼吸の機能を調節し、心拍数と呼吸数を制御するという重要な役割を果たしています。[4]また、脳神経を介して顔面と首に主要な運動神経と感覚神経を供給しています。10対の脳神経が脳幹から出ています。[5]その他の役割には、中枢神経系と体の睡眠サイクルの調節が含まれます。[4]また、脳幹は、脳の他の部分から体へ、そして体から脳へ戻る運動および感覚経路の伝達においても主要な役割を果たしています。[4]これらの経路には、皮質脊髄路（運動機能）、脊髄後索-内側毛帯経路（微細触覚、振動覚、固有受容覚）、および脊髄視床路（痛み、温度、かゆみ、粗い触覚）が含まれます。[6]

構造

脳幹は中脳、橋、延髄から構成されており、間脳は脳幹の一部と考えられることもあります。[2]

脳幹は上方ではテント切痕のすぐ上から下方では大後頭孔の下の第一頸椎まで伸びている。[7]

中脳

眼窩丘の位置を示す図。上丘は緑色、下丘はオレンジ色で示されています。
中脳の図。覆蓋と被蓋底を示す。

中脳はさらに、蓋、被蓋、および腹側被蓋領域の 3 つの部分に分かれています。蓋は天井を形成します。蓋は上丘と下丘の対になった構造からなり、中脳水道の背側の覆いとなっています。下丘は聴覚路の主要な中脳核であり、聴覚皮質からの入力に加えて、いくつかの末梢脳幹核からの入力を受け取ります。下腕 (腕のような突起) は間脳の内側膝状体まで伸びています。上丘は下丘の上に位置し、中脳の前部に位置します。上腕は特殊な視覚に関与しており、上腕を間脳の外側膝状体に送ります。

中脳の底部を形成する被蓋は、中脳水道の腹側に位置します。ここには、いくつかの核、神経路、網様体が含まれます。

腹側被蓋野（VTA）は一対の大脳脚から構成されており、これらは上位運動ニューロンの軸索を伝達します。

中脳核

中脳は以下で構成されています:

  • 上丘レベルでの中脳の断面
    上丘レベルでの中脳の断面
  • 下丘レベルでの中脳の断面
    下丘レベルでの中脳の断面

橋

橋は中脳と延髄の間にある。橋は上橋溝によって中脳から、下橋溝によって延髄から分離されている。[9]橋には、大脳から延髄および小脳に信号を運ぶ経路と、感覚信号を視床に運ぶ経路が含まれている。橋は小脳脚によって小脳に接続されている。橋には、呼吸中枢の橋呼吸群を構成する呼吸呼吸中枢と無呼吸中枢がある。橋は小脳半球の活動を調整する。[10] 橋と延髄は後脳の一部であり、脳幹の大部分を形成している。

  • 中橋の断面（脳神経Vのレベル）
    中橋の断面（脳神経Vのレベル）
  • 下橋の断面（顔面膝の高さ）
    下橋の断面（顔面膝の高さ）

延髄

延髄（しばしば単に延髄と呼ばれる）は、脳幹の下半分で脊髄と連続しています。その上部は橋と連続しています。[11] : 1121 延髄には、心臓、背側、腹側の呼吸群、そして血管運動中枢が含まれており、心拍数、呼吸、血圧を司っています。もう一つの重要な延髄構造は最後野で、嘔吐の制御などの機能を有しています。

  • 延髄前部（上部）の断面
    延髄前部（上部）の断面
  • 中髄の断面
    中髄の断面
  • 下延髄の断面
    下延髄の断面

橋髄質接合部

橋は橋延髄接合部で延髄と接合する。[12]この領域は、脳底動脈と椎骨動脈の合流によって血液を供給する。後下小脳動脈も合流し、そこから多数の穿通動脈が発生する。さらに、側方脊髄動脈も延髄後面に血液を供給する。[12]

外観

正面から
死体の脳幹を正面から見た図。主要部位にラベルが付けられている。

延髄の内側部には前正中溝があり、その両側には延髄錐体があります。この錐体には皮質脊髄路（錐体路とも呼ばれる）の線維、すなわち上位運動ニューロンの軸索が下方に伸びて脊髄前灰白質内の下位運動ニューロンの細胞体にシナプスを形成します。

前外側溝は錐体の外側にあります。前外側溝から CN XII (舌下神経) の細根が出ています。これらの細根と前外側溝の外側にはオリーブがあります。オリーブは延髄の膨らみで、その下に下位の核[13] (さまざまな核と求心性線維を含む) があります。オリーブの外側 (背側) にはCN IX (舌咽神経)、CN X (迷走神経)、CN XI (副神経) の細根があります。錐体は橋 延髄接合部で終わり、最も顕著に見られるのは大きな基底橋です。この接合部から CN VI (外転神経)、CN VII (顔面神経)、CN VIII (前庭蝸牛神経) が出ます。中脳橋レベルでは、第V脳神経（三叉神経）が出現します。第III脳神経（動眼神経）は中脳から腹側に、第IV脳神経（滑車神経）は中脳の背側から出現します。

二つの錐体の間には、延髄から脊髄への移行を示す線維 交叉が見られます。交叉の上には延髄があり、その下には脊髄があります。

後ろから
死体の脳幹を後ろから見た図。主要部位にラベルが付けられている。

延髄の最も内側の部分は後正中溝である。両側に薄束があり、その外側に楔状束がある。これらのそれぞれの上部、そして大脳頂のすぐ下に、それぞれ薄束と楔状結節がある。これらの結節の下には、それぞれの核がある。大脳頂は第四脳室の終点と中心管の始まりを示す。後正中溝は薄束と楔状束を分けている。楔状束の外側には外側索がある。

斜頭の上には第四脳室底がある。第四脳室底では、上層の組織に作られる小さな突起によってさまざまな核を視覚化できる。斜頭の真上の正中線上には迷走神経三角があり、その上には舌下神経三角がある。これらのそれぞれの下には、対応する脳神経の運動核がある。これらの三角の上には、両方向に横方向に走る線維がある。これらの線維はまとめて髄質条線と呼ばれる。頭側に続く大きな突起は顔面丘と呼ばれる。顔面丘は、その名前に反して、顔面神経核を含んでいない。その代わりに、顔面神経軸索が下層の外転神経 (CN VI) 核の表面を横切っている。前述のすべての突起の外側には、頭側に走る窪みのある線、つまり溝があり、境界溝として知られています。これは内側運動ニューロンと外側感覚ニューロンを分けています。境界溝の外側には、特殊な感覚に関与する前庭系の領域があります。頭側に移動すると、中脳と小脳をつなぐ下小脳脚、中小脳脚、上小脳脚があります。上小脳脚のすぐ頭側には、上延髄帆があり、そこから2本の滑車神経があります。これは橋の終点を示し、下丘はすぐ頭側にあり、尾側中脳を示しています。中小脳脚は上小脳脚の下方かつ外側に位置し、橋と小脳を繋ぎます。同様に、下小脳脚は延髄と小脳を繋ぎます。

血液供給

脳幹は、ここに示すように椎骨動脈を介して血液を受け取ります。

脳幹への血液供給は主に脳底動脈と椎骨動脈によって行われています。[14] : 740 これらの動脈がどのように脳に接続し、血液を供給するかには、動脈が融合したり強化されたりする箇所など、多少のばらつきがあることに注意することが重要です。このばらつきにより、特定の血管が本来あるべき場所から排除されると、症候群が発生する可能性があります。症候群は、血管の配置や脳への十分な血液供給の有無に応じて、断片的または複合的に現れます。[15]

発達

ヒトの脳幹は、神経管から形成される3つの主要な脳小胞のうち2つから生じます。中脳は3つの主要な脳小胞のうち2番目であり、二次脳小胞へと分化することはありません。これが中脳になります。3番目の主要な脳小胞である菱脳（後脳）はさらに2つの二次小胞、すなわち中脳と脊髄脳へと分化します。中脳は小脳と橋になります。尾側の脊髄脳は延髄になります。

関数

脳幹は呼吸、心拍、覚醒/意識、睡眠/覚醒機能、注意/集中力において重要な機能を担っています。[16]

脳幹には主に3つの機能があります。

  1. 脳幹は伝導において重要な役割を果たします。つまり、体から大脳と小脳へ、そしてその逆に伝達されるすべての情報は、脳幹を通過する必要があります。体から脳へ向かう上行路は感覚路であり、痛覚と温覚を司る脊髄視床路と、触覚、固有感覚、圧覚を司る薄束と楔状束を含む背索内側毛帯路（DCML）が含まれます。顔面感覚も同様の経路を持ち、脊髄視床路とDCMLを伝わります。下行路は上位運動ニューロンの軸索であり、前角と後角の下位運動ニューロンにシナプス結合します。さらに、脳幹の前庭核、赤核、蓋核、網様核に由来する上位運動ニューロンがあり、これらも脊髄に下降してシナプスを形成します。
  2. III-XII脳神経は脳幹から出てきます。[17]これらの脳神経は顔面、頭部、内臓に神経を供給します。（最初の2対の脳神経は大脳から出てきます）。
  3. 脳幹は、心血管系の制御、呼吸の制御、痛覚の感受性の制御、覚醒、意識、そして意識といった統合的な機能を有しています。そのため、脳幹の損傷は非常に深刻で、しばしば生命を脅かす問題となります。

脳神経

脳幹の断面。そこから出てくる10対の脳神経の複数の核を示している。

12対の脳神経のうち10対は、脳幹の核を標的とするか、脳幹の核から発生しています。[14] : 725 動眼神経（III）と滑車神経（IV）の核は中脳にあります。三叉神経（V）、外転神経（VI）、顔面神経（VII）、前庭蝸牛神経（VIII）の核は橋にあります。舌咽神経（IX）、迷走神経（X）、副神経（XI）、舌下神経（XII）の核は延髄にあります。これらの脳神経の線維は、これらの核から脳幹を出ます。[18]

臨床的意義

脳幹疾患は脳神経機能の異常を引き起こし、視覚障害、瞳孔異常、感覚変化、筋力低下、聴覚障害、めまい、嚥下障害、発声障害、声変わり、協調運動障害などを引き起こす可能性があります。脳幹における神経病変の局在は非常に正確ですが、そのためには脳幹の解剖学的構造の機能とその検査方法を明確に理解する必要があります。

脳幹卒中症候群は、閉じ込め症候群を含むさまざまな障害を引き起こす可能性があります。

デュレ出血は、脳幹の下方移動による外傷により中脳と橋上部に出血が生じる疾患である。[11] : 842 

脊髄空洞症と呼ばれる嚢胞が脳幹に影響を及ぼすことで、延髄空洞症と呼ばれる状態が生じることがあります。これらの液体で満たされた空洞は、先天性、後天性、あるいは腫瘍の結果として生じることがあります。

英国では、脳幹死と診断するための基準が策定され、生命維持が不可能な患者の人工呼吸器をいつ停止すべきかを判断するために策定されました。これらの判断基準は、患者が不可逆的な意識喪失状態にあり、自力で呼吸できない状態にあることです。一時的な状態を示唆する可能性のある他のすべての原因を除外する必要があります。不可逆的な脳損傷の状態が明確でなければなりません。脳幹反射は2人の上級医師によって検査されるため、画像診断技術は必要ありません。咳嗽反射、嘔吐反射、角膜反射、前庭動眼反射が消失していることが確認される必要があります。瞳孔は固定され散大していること、刺激に対する運動反応が消失していること、動脈血中の二酸化炭素濃度によって示される呼吸が消失していることが条件となります。これらの検査はすべて、一定期間後に再度実施されなければ、死亡が宣告されません。[19]

追加画像

  • この人間の脳の冠状断面には、中脳、橋、延髄が記されています。
    この人間の脳の冠状断面には、中脳、橋、延髄が記されています。
  • 平均的な人間の脳の脳幹の3D視覚化
    平均的な人間の脳の脳幹の3D視覚化

参照

参考文献

  1. ^ ab Singh, Vishram (2014).頭頸部脳解剖学教科書 第3巻（第2版）. Elsevier India. p. 363. ISBN 9788131237274。
  2. ^ ab Haines, D; Mihailoff, G (2018).基礎および臨床応用のための基礎神経科学（第5版）. Elsevier. p. 152. ISBN 9780323396325。
  3. ^ Haines, D; Mihailoff, G (2018). 『基礎および臨床応用のための基礎神経科学（第5版）』Elsevier. p. 195. ISBN 9780323396325。
  4. ^ abc 「脳幹｜定義、構造、機能」ブリタニカ百科事典. 2020年5月13日閲覧。
  5. ^ 「脳神経核と脳幹循環」。Neuroanatomy Online 。 2020年5月13日閲覧。
  6. ^ Kolb, B. & Whishaw, IQ (2009). 『人間神経心理学の基礎：第6版』, ニューヨーク: Worth Publishers. [ ISBN欠落]
  7. ^ Sinnatamby, Chummy S. (2011). Last's Anatomy (第12版). Elsevier Australia. p. 474. ISBN 978-0-7295-3752-0。
  8. ^ Hegarty, SV; Sullivan, AM; O'Keeffe, GW (2013年7月15日). 「中脳ドーパミン作動性ニューロン：その発達を制御する分子回路のレビュー」. Developmental Biology . 379 (2): 123–38 . doi : 10.1016/j.ydbio.2013.04.014 . PMID  23603197.
  9. ^ カーペンター、マルコム (1985).神経解剖学コアテキスト（第3版）. ウィリアムズ＆ウィルキンス. pp.  42– 43. ISBN 0683014552。
  10. ^ アッカーマン、サンドラ (1992). 「脳の主要な構造と機能」. 『脳の発見』. ワシントン (D.C.): 全米科学アカデミー出版. doi :10.17226/1785. ISBN 978-0-309-04529-2. PMID  25121239。
  11. ^ ab アルバーツ、ダニエル (2012). 『ドーランドの図解医学辞典』（第32版）. フィラデルフィア、ペンシルバニア州: サンダース/エルゼビア. ISBN 978-1-4160-6257-8。
  12. ^ ab Mercier, PH; Brassier, G; Fournier, HD; Picquet, J; Papon, X; Lasjaunias, P (2008年3月30日). 「橋髄質接合部、後下小脳動脈、および外側脊髄動脈の血管微細解剖」. Interventional Neuroradiology . 14 (1): 49– 58. doi :10.1177/159101990801400107. PMC 3313705. PMID  20557786 . 
  13. ^ Ding, Song-Lin; Royall, Joshua J.; Sunkin, Susan M.; Ng, Lydia; Facer, Benjamin AC; Lesnar, Phil; Guillozet-Bongaarts, Angie; McMurray, Bergen; Szafer, Aaron; Dolbeare, Tim A.; Stevens, Allison; Tirrell, Lee; Benner, Thomas; Caldejon, Shiella; Dalley, Rachel A. (2017-02-01). 「成人脳の包括的細胞解像度アトラス」. The Journal of Comparative Neurology . 525 (2): 407. doi :10.1002/cne.24130. ISSN  1096-9861. PMC 6886049. PMID 27917481  . 
  14. ^ ab パーヴェス、デール (2011). Neuroscience (第5版). サンダーランド、マサチューセッツ州: Sinauer. ISBN 978-0-87893-695-3。
  15. ^ 「脳幹動脈」.マサチューセッツ大学チャン医科大学. 2015年7月21日. 2024年12月6日閲覧。
  16. ^ 簡略化された脳の行動関係、バージニア州アレクサンドリア、米国：バージニア州脳損傷協会、2005年
  17. ^ 「講義6：脳神経」（PDF） 。 2013年4月18日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2012年11月10日閲覧。
  18. ^ ヴィレンスキー、ジョエル、ロバートソン、ウェンディ、スアレス・クアン、カルロス (2015).脳神経の臨床解剖学：『オリンポスの神々』の神経エイムズ、アイオワ：ワイリー・ブラックウェル。ISBN 978-1-118-49201-7。
  19. ^ ブラック医学辞典 第39版 1999年
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