「喜びの時以外でも放出する等」明らかになった驚愕のドーパミンの挙動

喜び遺伝子として知られるドーパミンは、楽しい刺激だけではなくストレス刺激にも反応して上昇するようです。
従来ドーパミンは快楽の時と同時に放出されていたので「喜び遺伝子」と想定されていましたが、事実は異なっていました。

This discovery is cause to rethink treatment for psychiatric disease and addiction.

参照元：https://news.vanderbilt.edu/2021/09/15/research-snapshot-true-behavior-of-the-pleasure-molecule-will-reshape-how-we-treat-psychiatric-diseases-and-addiction/
– バンダービルト大学 Vanderbilt University. Sep. 15, 2021, –

先駆的な研究により、ドーパミンレベルは、楽しい刺激だけでなく、ストレス刺激にも反応して上昇することが明らかになりました。

これにより、多くの精神疾患の重要な媒介物質である「快感ホルモン」に関する事実が書き換えられる可能性があります。

この発見は、精神疾患や依存症の治療法を見直すきっかけとなるでしょう。

今回の研究は、薬理学助教授のErin Calipari氏と、Calipariの研究室のポスドクであるMunir Gunes Kutlu氏が中心となって行われました。

ヴァンダービルト大学脳研究所およびアディクション研究センターの教員でもあるCalipari教授は話します。

「報道では、ドーパミンは “快楽の分子 “や “報酬の分子 “と呼ばれています。科学界では、学習や記憶におけるドーパミンの役割はもっと複雑であることが研究によって理解されていますが、ドーパミンが脳内で実際に何をしているのかを説明できる完全で正確な理論はありませんでした。」

報酬予測誤差理論と呼ばれる有力なモデルは、ドーパミンが報酬が発生するタイミングの予測を信号化しているという考えに基づいています。

この理論では、ドーパミンは、私たちが報酬を得ようとするときに犯すあらゆるエラーを追跡していると考えられます。

Calipari教授は話します。

「報酬がドーパミンを増加させる一方で、ストレスのかかる刺激もドーパミンを増加させる」ことを証明することで、RPEが一部の学習シナリオにおいてのみ正確であることを示しています。」

「さらに、ドーパミンは報酬の分子ではないことを示している。ドーパミンは、ポジティブかネガティブかにかかわらず、あらゆる種類の重要な関連事象に関する情報を符号化し、適応的な行動を促す働きをしているのです。」

研究者らは、カリフォルニア大学デービス校の生化学・分子医学の教授兼副学長であるLin Tian氏と共同で、最先端の技術を用いて、ドーパミン放出に関連する神経行動プロセスの前例のない多様性を研究しました。

著者らは、遺伝子組み換え神経細胞の活動を光で制御する光遺伝学的操作とともに、機械学習と計算モデルを用いてデータを解析しました。

解析の結果、”ドーパミン放出の光遺伝学的摂動による行動への影響を正確に予測する “という新しい行動の計算モデルが確立されました。

Calipari氏は、”この研究は、現在の理解を正式な理論に置き換え、中枢神経系のドーパミンに関する教科書的な事実を修正することを求めている “と結論づけています。

なぜそれが重要なのか

バンダービルト大学アディクション研究センターのダニー・ウィンダー所長は話します。

「乱用薬物に共通するテーマは、脳内のドーパミン放出を増加させることであり、これがドーパミンを報酬分子とする考え方を助長しました。今回の研究は、この神経伝達物質のより高度な役割を明確に示しており、ドーパミン／薬物の報酬という考え方に依存した依存症モデルを見直す必要があることを意味しています。」

Calipari教授は話します。

「これらのデータは、ドーパミンが脳内で何を符号化し、どのように行動を促すかなど、ドーパミンに関する事実を書き換えるものです。」

パーキンソン病や、依存症、不安・抑うつ、統合失調症など、ほとんどすべての精神疾患でドーパミンの調節ができなくなっているので、これは非常に重要なことだと彼女は言います。

「このようなドーパミンの障害が何を意味するのかを理解することは、患者の症状を理解し、エビデンスに基づいたよりよい治療法を開発する上で非常に重要です。」

次のステップは？

Calipari研究員は話します。

「私たちは、この枠組みが薬物依存症の理解にどのように適合するのか、また、この新しい枠組みの中で、薬物がどのようにドーパミンシグナルを変化させて行動を阻害するのかを研究する予定です。」

「依存症の神経生物学に関する私たちの理解のほとんどは、ドーパミンとドーパミン作動性ネットワークを中心としており、依存症の治療を目的とした多くの治療法はドーパミンを標的としています。しかし、ドーパミンが実際に何をしているのかを十分に理解せずにドーパミンを変化させると、予期せぬ副作用が発生したり、より重要なことに治療戦略が失敗したりする可能性があります。」

「ドーパミンが実際に何をしているかについてのこの新しい知識は、神経科学以外の多くの分野に影響を与え、人間の生活や健康結果に強い影響を与えるでしょう。」

資金調達について

本研究は、米国国立衛生研究所の助成金DA048931、DA042111、KL2TR002245、GM07628、DA045103のほか、ヴァンダービルト大学メディカルセンターのFaculty Research Scholar Award、Pfeil Foundation、Brain and Behavior Research Foundation、Whitehall Foundation、Edward Mallinckrodt, Jr.の資金によって支えられています。