直接可視化とヒトの脳内野とその周辺構造の特徴付け

Direct visualization and characterization of the human zona incerta and surrounding structures.

• Jonathan C Lau
• Yiming Xiao
• Roy A M Haast
• Greydon Gilmore
• Kâmil Uludağ
• Keith W MacDougall
• Ravi S Menon
• Andrew G Parrent
• Terry M Peters
• Ali R Khan

抄録

頑固帯（ZI）は、19世紀に初めて同定された深部脳の小さな灰白質領域であるが、生体内での直接の可視化と特徴付けはまだつかみどころのないままである。ZIとその周辺領域の非侵襲的な検出は、この広く接続されているが、十分に理解されていない深部脳領域の我々の理解を深めるために重要であり、神経調節療法の開発と最適化に貢献する可能性があります。我々は、高磁場強度（7T）での高分解能（サブミリメートル）縦方向（T1）リラクソメトリー測定を使用して、周囲の白質構造、具体的には小脳視床筋、フォレル野（レンチキュラリス筋、視床筋、H野）、および内側半月板からZIを区別するために使用できることを実証しています。このアプローチを用いて、生体内でのZI領域の大きさ、形状、位置、下部構造の組織特性を推定することに成功し、この領域が単なる構造間の空間ではなく、別々に考慮されるべき別個の形態学的実体を含んでいることを組織学的に評価することによってのみ可能であることを確認した。これらの知見は、より詳細なin vivo研究への道を開き、精密な機能的・神経調節学的研究のための構造的基盤を提供するものである。

The zona incerta (ZI) is a small gray matter region of the deep brain first identified in the 19th century, yet direct in vivo visualization and characterization has remained elusive. Noninvasive detection of the ZI and surrounding region could be critical to further our understanding of this widely connected but poorly understood deep brain region and could contribute to the development and optimization of neuromodulatory therapies. We demonstrate that high resolution (submillimetric) longitudinal (T1) relaxometry measurements at high magnetic field strength (7 T) can be used to delineate the ZI from surrounding white matter structures, specifically the fasciculus cerebellothalamicus, fields of Forel (fasciculus lenticularis, fasciculus thalamicus, and field H), and medial lemniscus. Using this approach, we successfully derived in vivo estimates of the size, shape, location, and tissue characteristics of substructures in the ZI region, confirming observations only previously possible through histological evaluation that this region is not just a space between structures but contains distinct morphological entities that should be considered separately. Our findings pave the way for increasingly detailed in vivo study and provide a structural foundation for precise functional and neuromodulatory investigation.

© 2020 The Authors. Human Brain Mapping published by Wiley Periodicals LLC.