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楔前叶

Neurosynth 元分析

当你回想起祖母厨房的气味时，你去的那个地方。

Neurosynth meta-analysis · HCP-MMP-360 (Glasser 2016, doi:10.1038/nature18933) · CC0

Composition: autobiographical memory 50% · default mode 50%NiMARE MKDA-Chi2 meta-analysis on Neurosynth-v7 (>14,000 fMRI studies). Z-map projected to fsaverage5 via nilearn.surface.vol_to_surf, averaged within HCP-MMP-360 parcels, sigmoid-squashed (center=2.5, scale=1.2) into [0,1].Yarkoni et al., Nature Methods 2011, doi:10.1038/nmeth.1635Not a measurement of any individual brain. What you're seeing is the activation pattern published meta-analysis associates with the term composition above.

解剖与定位

楔前叶占据顶叶内侧面,介于前方的扣带沟边缘支与后方的顶枕裂之间。它下方接顶下沟,顶下沟之外是后扣带皮层。与多数皮层区不同,楔前叶没有易于描述的外侧面对应物 ── 它是真正的内侧结构,在完整脑中隐于视线之外,在常规神经解剖检查中难以触及。

在内部,该区细分为前部(与感觉运动系统强连接)、中部(与视空间想象与心理旋转相关)与后部(与默认模式网络其余部分连接最强、在情景记忆提取期间被最可靠调用)。这条前-后向的功能梯度是楔前叶文献中较洁净的制图之一。

功能

楔前叶在三类向内导向的认知期间一致地被调用:情景记忆提取、心理想象(尤其是视空间想象),以及自我参照加工 ── 包括对自己视角的模拟与第一人称体验场景的构造。功能影像文献汇于这样一种图像:楔前叶中心地参与构造与栖居场景、人物与可能性的内部生成表征。

静息态功能连接性把楔前叶与邻近的后扣带皮层置于默认模式网络的连接中枢之列 ── 在外部任务需求消退时活动增加的系统。楔前叶与默认模式网络其余部分耦合的强度,预测自传记忆与前瞻想象的行为指标。该区是静息时皮层中代谢最活跃的区之一,这也是它矛盾地较晚进入功能文献的原因之一:其高基线活动使把它作为任务调制对象探测变得更难。

在网络神经科学中,楔前叶是连接中枢 ── 其损伤会不成比例地影响系统总效率的节点。在楔前叶与后扣带中,跨广范围的意识变性状态:睡眠、药物麻醉、植物状态以及若干药物诱发的变性状态,都观察到选择性低代谢。这种汇聚是一项证据 ── 在其最强形式中有争议,但在适度形式中得到良好支持 ── 表明后内侧皮层中心地参与正常清醒觉知的维持。

楔前叶活动与「时间上连续的自我」所感感觉之间的关系,是更广的默认模式网络通向深层心理学的桥梁的一部分 ── 关于该桥梁捕捉与不捕捉什么的细致说明,见「桥梁」页。

细胞类型

如同其他联合皮层,楔前叶由 III 层与 V 层锥体神经元主导,其长距离投射支撑其作为连接中枢的角色。VI 层皮层-丘脑投射至背侧丘脑,构成后内侧皮层调控丘脑对皮层活动「门控」的密集反馈环路之一 ── 一个越来越被涉入意识状态维持的回路。

下行到细胞视图,可见联合皮层的重建锥体细胞;楔前叶在细胞视图所取自的开放档案中尚未按名称被覆盖,但主要细胞形态可从邻近后内侧区良好泛化。

连接

楔前叶的连接性轮廓以扣带束 ── 主要的内侧皮层白质束 ── 为主,扣带束承载与默认模式网络其余部分的投射 ── 尤其是后扣带皮层(就在其下)、内侧前额叶皮层(经扣带束在前方)与海马结构(经扣带-穹隆延续) 。

经上纵束的外侧联系把楔前叶与外侧顶皮层(包括角回)和背外侧前额叶皮层相连,为楔前叶在默认模式(向内导向)与额顶(任务正)网络动力学中的参与提供架构基础。楔前叶是少数这两个系统交叉之处之一。

结构连接性也解释了该区在阿尔茨海默病中的脆弱性。作为连接中枢的后内侧皮层之位置,意味着它沿扣带束位于内侧颞病变的下游;一旦内嗅-海马退化扰乱至楔前叶的输入,该区的低代谢便随之而来,甚至先于它自身神经病理的可见。

临床语境

FDG-PET 影像上的楔前叶低代谢,是阿尔茨海默病最早且最一致的皮层生物标志物之一,常在临床诊断的前若干年可见。模式与后扣带共享,两区一起构成早期阿尔茨海默病变的后内侧签名。低代谢是否在内侧颞损伤的下游、或者后内侧皮层是否拥有自身的脆弱性,仍有争议;两种贡献看来都真实。

跨意识障碍 ── 植物状态、最小意识状态、闭锁综合征 ── 楔前叶与后扣带活动是被保留觉知最可靠的神经相关物之一。临床含义具体:对后内侧活动的床旁近用影像指标,提供了当前可用于把最小意识病人与植物状态病人作区分的较好工具之一,对预后与照护有意义。

发现的历史

不像布罗卡或韦尼克区,楔前叶没有一个 19 世纪的创立病例。该区在 1800 年代由阿希尔-路易·福维勒等人作过解剖描述,但其功能重要性在局灶性病变时代几乎完全未被认识。原因部分偶然:楔前叶的内侧位置与其丰富的血管供给意味着,产生洁净认知缺损的孤立病变在临床实践中极为罕见。楔前叶没有一位「H.M. 病人」或「Tan 病人」。

该区作为一项功能影像时代发现进入功能神经解剖学。安德烈亚·卡瓦纳与迈克尔·特里姆布尔 2006 年在 *Brain* 上的综述 ──「楔前叶:其功能解剖与行为相关物综述」── 是把十年影像发现统合并给出领域今日关于楔前叶作为向内导向认知中心中枢图像的综合性论文。同一时期由赖希尔与同事工作浮现的默认模式网络框架,赋予楔前叶其如今标准的网络连接者角色。