覚醒に関連する脳回路

At a Glance

• 研究者は、魚やマウスで覚醒を制御する脳回路を発見しました。
• この発見は、不安や躁病など、覚醒に関連する精神的な健康状態に関与する脳回路を、研究者がよりよく理解するのに役立つかもしれません。 睡眠時間やカフェインの摂取量など、さまざまな要因で注意力が変化します。 また、過度に警戒していたり、十分に警戒していなかったりすることは、不安、躁病、うつ病など、特定の精神状態の兆候である可能性もあります。

  どの脳細胞（ニューロン）が覚醒を制御しているかを調べるために、スタンフォード大学のカール・デイセロス博士とマシュー・ラベット・バロン博士が率いる研究チームは、ゼブラフィッシュとマウスの脳細胞の活動を分析し、反応時間を測定した。 この研究は、NIHの国立精神衛生研究所（NIMH）および国立薬物乱用研究所（NIDA）の一部支援を受けて行われたものです。 結果は2017年11月2日付のCell誌オンライン版に掲載されました。

  研究チームは、特定の脳の状態の間に活性化される神経細胞や回路を追跡して特定するために、MultiMAP (Multiplexed-alignment of Molecular and Activity Phenotypes) という技法を作成しました。 この技術を用いて、研究者らは、ゼブラフィッシュに捕食者の接近を模倣した刺激を与えながら、数万個のゼブラフィッシュの脳細胞の活動を追跡しました。

  分子解析の結果、魚が最も警戒し反応しているときに活性化するいくつかの異なるタイプの細胞が特定されました。 この中には、他の脳細胞の活動を変化させる化学伝達物質を放出する神経細胞も含まれていました。 これまでの研究結果を裏付けるように、彼らはノルエピネフリン分泌ニューロンが覚醒時に活性化することを突き止めたのです。 さらに、この技術により、アセチルコリン、セロトニン、ドーパミン、ペプチドを分泌するニューロンなど、これまで覚醒に関与することが示されていなかった他の種類の細胞も同定することができた。 その結果、マウスの覚醒度を調節する類似の細胞型と回路が存在することがわかった。 光で特定のニューロンを活性化または抑制するオプトジェネティクスを用いて特定の回路を活性化すると、マウスはより注意深くなり、反応時間を短縮することができました。 「この新しいツールが約束するように、ある行動の分子的な役割を熟知することは、いつの日か、脳の機能不全を標的とした臨床介入につながるかもしれません」

  とNIMH所長のジョシュア・ゴードン博士は語っています。