驚異を集め、恐怖に変える脳の仕組み

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驚異を集め、恐怖に変える脳の仕組み

驚異を集め、それを恐怖に変える脳の仕組みが発見されたようです。

Salk scientists have uncovered a molecular pathway that distills threatening sights, sounds and smells into a single message:

参照元:https://www.salk.edu/news-release/how-the-brain-gathers-threat-cues-and-turns-them-into-fear/
– ソーク研究所 Salk Institute. August 16, 2022 –

ソークの科学者たちは、脅威となる光景、音、匂いを単一のメッセージに凝縮する分子経路を発見しました。

CGRPと呼ばれる分子により、脳の2つの別々の領域にあるニューロンが、脅威となる感覚的な手がかりを束ねて統一されたシグナルにし、それをネガティブなものとして扁桃体に伝え、そのシグナルが恐怖に変換されます。

2022年8月16日にCell Reportsに掲載されたこの研究は、心的外傷後ストレス障害(PTSD)などの恐怖関連疾患や、自閉症、偏頭痛、線維筋痛症などの過敏性障害に対する新しい治療法につながる可能性があります。

今回発見された脳内経路は、中央警報システムのような働きをします。

CGRPニューロンは、視覚、聴覚、味覚、嗅覚、触覚といった五感のうち、ネガティブな感覚によって活性化されることを発見し、大変うれしく思っています。

新しい脅威の経路を特定することは、恐怖に関連する障害を治療するための洞察を与えてくれます。

ほとんどの外的脅威は、山火事の熱、煙、匂いのような多感覚的な合図を含んでいます。これまでの研究で、音、視覚、触覚の脅威の手がかりは、それぞれ異なる経路で複数の脳領域に独立して伝達されることが分かっていました。

これらの手がかりをすべて統合する単一の経路があれば、生存に役立つと考えられるが、そのような経路はこれまで誰も発見していませんでした。

また、環境刺激や情動刺激に対して行動反応を起こし、恐怖記憶を形成する扁桃体は、嫌悪に関連する化学物質である神経ペプチドCGRP(カルシトニン遺伝子関連ペプチド)を多く含む脳領域から大量の入力を受けていることが、これまでの研究で明らかになっています。

Han研究室の大学院生で共同研究者のShijia Liu氏は話します。

Liu氏:これらの2つの研究プールに基づき、我々は、特に視床と脳幹の下位領域に存在するCGRPニューロンが、多感覚的な脅威情報を扁桃体に中継することを提案しました。これらの回路は、適切な行動反応を引き起こすと同時に、脅威の手がかりに関する回避的記憶の形成を助けると考えられます。

研究チームは、彼らの仮説を検証するために、いくつかの実験を行いました。研究チームは、マウスに多感覚的な脅威の手がかりを与えながら、1細胞カルシウムイメージング法を用いてCGRPニューロンの活動を記録し、どの知覚様式がどのニューロン群に関与しているかを正確に把握した。

また、異なる色の蛍光タンパク質を用いて、視床と脳幹から出た信号がどのような経路をたどるのかを特定しました。

さらに、記憶と恐怖を測定する行動テストも行いました。

その結果、CGRPニューロンの2つの異なる集団(1つは視床、もう1つは脳幹)が、扁桃体の重複しない領域に投射し、2つの異なる回路を形成していることが明らかになりました。

どちらのニューロン集団も、局所的な脳ネットワークと通信することによって、脅威となる視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚をコード化します。

そしてついに、この2つの回路が、「近づくな」というような嫌悪記憶を形成するのに必要であることを発見したのです。

パイオニア基金開発講座を担当するハン氏は話します。

Han氏:この研究ではマウスが用いられたが、同じ脳領域はヒトでもCGRPを豊富に発現しています。このことは、今回報告された回路が、脅威の認知に関連する精神疾患にも関与している可能性を示唆しています。

著者らは、これらの回路におけるCGRPシグナルが、片頭痛、PTSD、自閉症スペクトラム障害などの多感覚刺激処理異常を伴う障害をどのように媒介するかを検証することを望んでいます。

共同研究者のSukjae Joshua Kang氏は話します。

Kang氏:まだ検証していませんが、片頭痛も、視床と脳幹のこれらのCGRPニューロンを活性化する可能性があります。CGRPをブロックする薬剤は、片頭痛の治療に使われているので、我々の研究が、PTSDの脅威記憶や、自閉症の感覚過敏の緩和にも、この種の薬剤を使うためのアンカーになればと期待しています。

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