頭蓋形態から脳区分を推測するための指標の開発

• Project Area: Replacement of Neanderthals by Homo sapiens: testing evolutionary models of learning
• Project/Area Number: 23101509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Humanities and Social Sciences
• Research Institution: National Defense Medical College
• Principal Investigator: 小林 靖 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 医学教育部医学科専門課程, 教授 (00195819)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 神経科学 / 人類学 / 霊長類 / 頭蓋 / エンドキャスト / 大脳皮質 / 領野区分 / 解剖学 / 脳・神経

Outline of Annual Research Achievements

われわれは23年度と24年度で，頭蓋のどのような特徴が脳区分の推定に有効かを探索した。その結果、おもにカニクイザルにおける解析から以下の２点を明らかにした。
A. 頭蓋内面の圧痕に基づく脳溝・脳回の同定
カニクイザル頭部標本のCT計測ならびに摘出した脳標本の解析によって、カニクイザルでは主要な脳溝と脳回が頭蓋内面に圧痕を形成していることが明らかになった。そのため、エンドキャストの作成によって脳の主要な区分を決定することができる。しかしながらヒトの成人ではこうした圧痕は外側溝や前頭葉の眼窩溝を除いて観察されない。この理由は、頭蓋と脳の大型化に伴い頭蓋と脳の間の結合組織も厚みを増し、脳表面の形状が頭蓋に反映されなくなるためではないかと考えられた。そこでわれわれは幼児の骨格標本でCT計測を実施し、成人とは異なり頭蓋内面に圧痕が観察されることを見出した。ただし、その凹凸は中硬膜動脈等の走行により分断されて、カニクイザルのように脳溝・脳回との対応関係が明確ではなかった。
B. 冠状縫合の位置に基づく中心前溝（弓状溝下脚）の位置の推定
次に、われわれはサルでもヒトでも明瞭に存在する縫合を指標とする可能性を検討した。その結果、カニクイザルでは弓状溝下脚が冠状縫合下半部の約2 mm後方にほぼ平行に走行することを見出した。弓状溝下脚はヒトの中心前溝下半部に相同とされており、この位置が縫合から推定できることは、頭蓋のみを用いて前頭前野の後縁が推定できることを意味している。
以上の結果から、霊長類において頭蓋から脳区分の推定が可能な種のあることが示された。また、ネアンデルタール等の大型の頭蓋をもつ化石人類の脳区分の推定には、幼若個体の解析が鍵となりうることが示唆された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cerebral sulci and gyri observed on macaque endocasts (2013)
  • Author(s): Yasushi Kobayashi
  • Journal Title: Learning in Neanderthals and Modern Humans Volume: 2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The coronal suture as an indicator of the caudal border of the macaque monkey prefrontal cortex (2013)
  • Author(s): Yasushi Kobayashi
  • Journal Title: Learning in Neanderthals and Modern Humans Volume: 2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 帯状回-皮質構造と線維結合 (2011)
  • Author(s): 小林靖
  • Journal Title: Brain and Nerve Volume: 63 Pages: 473-482
  • NAID: 40018818163
• [Journal Article] 神経解剖学の見方、考え方:脳の発生と区分(1) (2011)
  • Author(s): 小林靖、寺田純雄
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 29 Pages: 492-493
• [Journal Article] 神経解剖学の見方、考え方:脳の発生と区分(2) (2011)
  • Author(s): 小林靖、寺田純雄
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 29 Pages: 612-613
• [Journal Article] 神経解剖学の見方、考え方:脳神経の発生と区分(1) (2011)
  • Author(s): 小林靖、寺田純雄
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 29 Pages: 728-729
• [Journal Article] 神経解剖学の見方、考え方:脳神経の発生と区分(2) (2011)
  • Author(s): 小林靖、寺田純雄
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 29 Pages: 856-857
• [Presentation] 頭蓋形態に基づく脳区分の推定 - これまでの成果 (2013)
  • Author(s): 小林靖
  • Organizer: ネアンデルタールとサピ エンス交替劇の真相: 学習能力の進化に基づく実証的研究第6回研究大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2013-01-12
• [Presentation] Cerebral sulci and gyri observed on macaque endocasts (2012)
  • Author(s): Yasushi Kobayashi
  • Organizer: RNMH2012: The first international conference of "Replacement of Neanderthals by Modern Humans"
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京都）
  • Year and Date: 2012-11-18
  • Invited
• [Presentation] マカクザルにおける頭蓋内面の圧痕と脳表面との相関 (2012)
  • Author(s): 小林靖
  • Organizer: 第66回日本人類学会大会
  • Place of Presentation: 慶応大学（横浜市）
  • Year and Date: 2012-11-02
• [Presentation] Evaluating cortical subdivisions using monkey skulls (2012)
  • Author(s): Yasushi Kobayashi
  • Organizer: The 35th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋市）
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 頭蓋形態から脳区分を推測するための指標の開発-ヒト幼児の頭蓋 (2012)
  • Author(s): 松井利康、小林靖
  • Organizer: 科学研究費補助金新学術領域研究「交替劇」第5回研究大会
  • Place of Presentation: 東京:学術総合センター
  • Year and Date: 2012-04-16
• [Presentation] 頭蓋形態から脳区分を推測するための指標の開発 - ヒト幼児の頭蓋 (2012)
  • Author(s): 松井利康
  • Organizer: ネアンデルタールとサピ エンス交替劇の真相:学習能力の進化に基づく実証的研究第5回研究大会
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京都）
  • Year and Date: 2012-04-14
• [Presentation] ヒトにおける頭蓋内面の圧痕と脳表面との相関 (2012)
  • Author(s): 小林靖
  • Organizer: 日本解剖学会関東支部第100回学術集会
  • Place of Presentation: 東邦大学（東京都）
• [Presentation] 頭蓋形態から脳区分を推測するための指標の開発-カニクイザルの頭蓋と脳 (2011)
  • Author(s): 小林靖
  • Organizer: 科学研究費補助金新学術領域研究「交替劇」第4回研究大会
  • Place of Presentation: 岡崎:岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2011-12-10
• [Presentation] 頭蓋形態から脳区分を推測するための指標の開発-研究計画 (2011)
  • Author(s): 小林靖
  • Organizer: 科学研究費補助金新学術領域研究「交替劇」第3回研究大会
  • Place of Presentation: 東京:学術総合センター
  • Year and Date: 2011-04-24
• [Remarks] ネアンデルタールとサピ エンス交替劇の真相 2011-2012年度の招待研究
  • URL: http://www.koutaigeki.org/inv1.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.koutaigeki.org/koubo.html#2
• [Remarks]
  • URL: http://www.koutaigeki.org/result/C01_1.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.koutaigeki.org/result/C01_2.html