胼胝の厚さの相対的な生涯の軌跡。地域差と認知的関連性

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Cortex.2020 Jun;130:127-141. S0010-9452(20)30222-7. doi: 10.1016/j.cortex.2020.05.020.Epub 2020-06-14.

胼胝の厚さの相対的な生涯の軌跡。地域差と認知的関連性

Lifespan trajectories of relative corpus callosum thickness: Regional differences and cognitive relevance.

V M Danielsen
D Vidal-Piñeiro
A M Mowinckel
D Sederevicius
A M Fjell
K B Walhovd
R Westerhausen

PMID: 32652340 DOI: 10.1016/j.cortex.2020.05.020.

抄録

大脳半球は、異なる認知機能に特化しており、感覚器官から発散的な情報を受信するため、半球間の相互作用は、知覚と認知の重要な側面であることを示しています。同時に、この相互作用を司る主要な線維路である胼胝体は、生涯にわたって過比例的な構造的発達を示しています。すなわち、前脳全体の容積の変化と比較すると、胼胝体は、小児期、青年期、成人期の初期に顕著な成長を示し、高齢になると顕著な減少を示す。しかし、このような成長と衰退の過比例性と認知への潜在的な影響は、実証研究ではほとんど見落とされてきました。本研究では、人間の寿命（年齢範囲4～93歳）を対象とした大規模な横断的・縦断的混合サンプル（1014人の参加者から得られた1867人のデータセット）を用いて、カロッサの発達の比例性を系統的に調べ、観察された変化が認知に及ぼす影響を検討した。中矢状面に沿った60のセグメントで相対的な被殻厚を測定し、寿命の軌跡をクラスター化して、同程度の寿命発達を示す被殻部分を同定した。その結果、予想されていた逆U字型の寿命軌跡が確認された一方で、かなりの地域差が見られた。前方のクラスターと比較して、最も後方に位置する部分では、発育期の成長が強調され、人生の第三十年目まで伸び、高齢になると減少が約10年遅れる（50代半ばから後半）ことがわかった。さらに、脾臓中部の相対的な厚さの縦方向の変化が、生涯にわたって言語的知識と非言語的視覚空間能力を評価するテストにおける年齢に関連した変化を有意に媒介していることを示した。以上のことから、視床の成長と衰退の比例性を分析することで、大脳半球間の構造的結合性の生涯発達に関する貴重な知見が得られ、知覚と認知の認知発達への影響が示唆されることが明らかになった。

The cerebral hemispheres are specialized for different cognitive functions and receive divergent information from the sensory organs, so that the interaction between the hemispheres is a crucial aspect of perception and cognition. At the same time, the major fiber tract responsible for this interaction, the corpus callosum, shows a structural development across the lifespan which is over-proportional. That is, compared to changes in overall forebrain volume, the corpus callosum shows an accentuated growth during childhood, adolescence, and early adulthood, as well as pronounced decline in older age. However, this over-proportionality of growth and decline along with potential consequences for cognition, have been largely overlooked in empirical research. In the present study we systematically address the proportionality of callosal development in a large mixed cross-sectional and longitudinal sample (1867 datasets from 1014 unique participants), covering the human lifespan (age range 4-93 years), and examine the cognitive consequences of the observed changes. Relative corpus callosum thickness was measured at 60 segments along the midsagittal surface, and lifespan trajectories were clustered to identify callosal subsections of comparable lifespan development. While confirming the expected inverted u-shaped lifespan trajectories, we also found substantial regional variation. Compared with anterior clusters, the most posterior sections exhibited an accentuated growth during development which extends well into the third decade of life, and a protracted decline in older age which is delayed by about 10 years (starting mid to late 50s). We further showed that the observed longitudinal changes in relative thickness of the mid splenium significantly mediates age-related changes in tests assessing verbal knowledge and non-verbal visual-spatial abilities across the lifespan. In summary, we demonstrate that analyzing the proportionality of callosal growth and decline offers valuable insight into lifespan development of structural connectivity between the hemispheres, and suggests consequences for the cognitive development of perception and cognition.