シモンズ センターの共同アプローチは、MIT およびその他の分野で自閉症研究を推進します。 マサチューセッツ工科大学ニュース

MIT の Simons Center for the Social Brain の成功の秘密はその名前にあります。 SCSB は、ボストン地域の十数の研究機関で多数の科学者をサポートしてきた「コラボレーションとコミュニティ」という設立理念を掲げ、本質的に社交的な性格を持って研究を推進しています。

SCSB の使命は、「社会的認知と行動の根底にある神経メカニズムを理解し、この知識を自閉症スペクトラム障害のより良い診断と治療に応用すること」です。 所長のムリガンカ・スール氏は、ジム・シモンズ氏とマリリン・シモンズ氏のシモンズ財団自閉症研究イニシアチブ（SFARI）と提携して 2012 年にこのセンターを設立したとき、緊急に必要な研究の進歩を達成するために、個々の研究室で孤立したプロジェクトに資金を提供するという従来のアプローチとは異なる方法を構想していました。 Sur氏はSCSBの貢献が論文を超えてほしいと考えていたが、これまでに約350件の論文が生み出され、さらに増え続けている。 彼は、MIT 内外で、継続的で熱心な自閉症研究コミュニティの創設を模索しました。

「非常に多くの問題にまたがる本当に大きな問題に直面したとき、 — 臨床症状、遺伝子、およびその間のすべて — 複数のスケールの探求に取り組む必要があります」と、MIT 脳認知科学部 (BCS) およびピコワー学習記憶研究所の神経科学のニュートン教授、サー氏は言います。 「これは 1 人の人間や 1 つの研究室だけでは解決できません。 私たちは複数の研究室と複数の考え方にまたがる必要があります。 それが私たちのビジョンでした。」

公開講演、ランチ、特別イベントの豊富なカレンダーと並行して、SCSB は 2 つのプログラム的な方法で多視点、多規模の研究協力を促進します。 対象を絞ったプロジェクトは、差し迫った科学的問題に集団的に取り組むために、補完的な専門知識を持つ学際的な科学者チームに資金を提供します。 一方、センターは、1 人ではなく 2 人の指導者とともにポスドクのサイモンズフェローをサポートし、アイデアや手法のさらなる相互受粉を確実にします。

補完的な連携

SCSBは11年間で9つの対象プロジェクトに資金を提供してきました。 それぞれのデザインは、根本的な重要性と臨床的関連性の両方を備えた主要な問題を深く多面的に探求することを目的としています。 たとえば、最初のプロジェクトは2013年に遡り、BCS、生物学部、ホワイトヘッド生物医学研究研究所にまたがる3つの研究室を結集させ、シャンク3遺伝子の変異がフェラン・マクダーミド症候群の病態生理学にどのようにつながるのかについての理解を進めるための研究を行った。個々の神経接続からニューロン全体、回路や動作に至るまで、さまざまなスケールで行われます。

過去の他のプロジェクトでは、16p11.2遺伝子の欠失が脳回路と認知の発達をどのように変化させるかから、睡眠時と覚醒時の情報の流れにおける視床網様核の重要な役割に至るまで、幅広いテーマに同様に統合されたマルチスケールのアプローチを適用してきた。 他の 2 つは、認知機能についての深い調査を行った。つまり、一連の単語を聞いてからその文の意図された意味を理解するまでの過程と、社会的および感覚的刺激についての予測を行う際の欠陥の神経的および行動的相関である。 さらに別のプロジェクトは、自閉症研究のための新しい動物モデルを開発するための基礎を築きました。

サイモンズ財団の自閉症および神経科学担当エグゼクティブバイスプレジデントであるケルシー・マーティン氏は、SFARI は SCSB のチームサイエンスアプローチに特に興奮していると述べています。 「SCSB の協力的な精神にとても満足しています」とマーティン氏は言います。 「センターが主催する学際的なチーム中心のコラボレーションを見て学ぶのは素晴らしいことです。」

新しいプロジェクト

昨年、SCSB は 3 つの新しい対象プロジェクトを立ち上げました。 あるチームは、なぜ多くの自閉症患者が感覚過負荷を経験するのかを調査し、それを助けるための介入の可能性をテストしている。 科学者らは、定型発達の人が無視しても安全だと予測する日常的な刺激を患者が濾過する能力に欠陥を抱えているのではないかと仮説を立てている。 研究によると、予測フィルターは、感覚情報を処理する表層の高周波「ガンマ」リズムを緩和する、皮質の深層からの比較的低周波の「アルファ/ベータ」脳リズムに依存していることが示唆されています。

ボストン小児病院 (BCH) の小児科教授であるチャールズ・ネルソンの研究室と、BCS の教員であるドリス・アンド・ドン・バーキー教授のボブ・デシモン氏、およびピコワー教授のアール・K・ミラー氏の研究室は協力して、この仮説を 2 つの異なる方法で検証しています。 MIT では動物モデル、BCH では人間のボランティアを対象としています。 彼らはまた、脳内のリズムのバランスを修正できる可能性があるミラーの研究室で発明された新しいリアルタイムフィードバックシステムを動物で試す予定だ。 また、デシモーネ氏の研究室では、Shank3 変異を組み込んだ動物モデルで遺伝子治療もテストする予定だ。

「私たちの誰も、このプロジェクトのすべての側面を自分たちだけで行うことはできませんでした」と、ピコワー研究所の研究者であるミラー氏は言います。 「これは、私たち3人が異なるアプローチで協力してきたからこそ実現できたものです。」

デシモーネ氏は、最初から BCH のネルソン氏のグループとの緊密な協力が不可欠だったと述べています。 彼とミラーの動物での測定値と人間でのネルソンの測定値が可能な限り同等であることを保証するために、彼らは研究プロトコルを緊密に調整しました。

「この共同助成金がなかったら、チャックとはまったく異なるランダムなパラメータのセットを選択したことになるため、結果は比較できなかったでしょう。 それらを関連付けることは難しいでしょう」と、MIT マクガバン脳研究所の所長でもあるデシモーネ氏は言います。 「これは、1 つの研究室が単独で活動するだけでは達成できないプロジェクトです。」

別の対象を絞ったプロジェクトでは、BCSに拠点を置く6つの研究室（エヴェリーナ・フェドレンコ教授、エドワード・ギブソン教授、ナンシー・カンウィッシャー教授、ロジャー・レヴィ教授、レベッカ・サックス教授、ジョシュア・テネンバウム教授）とダートマス大学の1つ（キャロライン・ロバートソン教授）の7つの研究室の連合体を結集し、相乗効果のある研究を行っている。会話のやりとりの認知的、神経的、および計算的基盤の説明。 この研究では、定型発達の成人や小児、自閉症患者の会話能力の言語的側面と非言語的側面を統合する予定です。

フェドレンコ氏は、このプロジェクトは、彼女がカンウィッシャー氏と率いた以前の言語ターゲットプロジェクトからの進歩と協力に基づいていると述べた。

「私たちが追求し始めた多くの方向性は、私たちの研究室で引き続き活発な方向性となっています。 しかし最も重要なことは、それが本当に楽しくて、PI に許可を与えたことです。 [principal investigators] 通常よりもはるかに交流し、刺激的な学際的な質問を探求するためです」とフェドレンコ氏は言います。 「プロジェクトの完了から数年後、ムリガンカ氏が新たな対象プロジェクトの可能性について尋ねてきたとき、私はその機会に飛びつきました。」

ギブソンとロバートソンは、人々が発話の内容や形式だけでなく、アイコンタクトを使用して対話をどのように調整するかを研究しています。 フェドレンコ氏とカンウィッシャー氏は、fMRIを利用して皮質における会話ネットワークの主要な構成要素を発見する予定だ。 サックス博士は、新しい MRI 技術を使用して幼児の会話能力の発達を調査します。 Levy と Tenenbaum は、言語処理と会話の計算モデルを改善するためのこれらの取り組みを補完します。

最新のターゲット プロジェクトでは、免疫システムを利用して自閉症の行動症状の治療に役立てることができると主張しています。 4つの研究室（BCSに3つ、ハーバード大学医学部（HMS）に1つ）は、末梢免疫細胞が潜在的に治療効果のあるサイトカインを脳に送達するメカニズムを研究する予定だ。 共同研究者のうちの2人、MIT准教授グロリア・チョイ氏とHMS准教授ジュン・ホ氏による研究では、IL-17aがマウス皮質領域の興奮性ニューロンに到達すると、社会的および反復的行動の症状に関連する回路の過活動を鎮めることができることが示された。 。 免疫学者のホ氏は、IL-17aがどのようにして末梢から脳に到達するかを調査し、チョイ氏はIL-17aがどのように神経学的影響を与えるかを調査する予定だ。 サー博士とマサチューセッツ工科大学のミリアム・ハイマン准教授は、神経回路と脳循環系の橋渡しをする細胞タイプの研究を実施する予定です。

「まったく異なることに取り組んでいる科学者の中核が、この 1 つの共通の目標に取り組むために団結していることは、非常に驚くべきことです」とチョイ氏は言います。 「私はそれを本当に大切にしています。」

複数のメンター

SCSB ターゲット プロジェクトが研究を中心に研究室を統合するのに対し、同センターのシモンズ フェローシップは若手研究者を中心に研究室を統合し、資金提供だけでなく 2 組の指導者や研究室間の自由な交流を提供します。 フェローたちはまた、自閉症患者を訪問することで、基礎研究に情報を与え、インスピレーションを与える機会も得られる、とスール氏は言う。

「SCSBの博士研究員プログラムは、多様な優れた科学者が研修中に自閉症研究に確実に触れることができるようにする上で重要な役割を果たし、この分野に新しい才能と創造性のパイプラインを提供します」とサイモンズ財団のマーティン氏は付け加えた。

シモンズフェローは、追加の指導によって得られる追加の機会を賞賛しています。 ポスドクのアレックス・メジャー氏はミラー研究室のシモンズフェローであり、ミラー研究室が実験的に研究している脳波現象のモデル化で有名なボストン大学の数学教授ナンシー・コペルの研究員でもあった。

「二重メンターシップ構造は、フェローシップの非常に有益な側面です」とメジャー氏は言います。 「これは、他のPIとネットワークを築く機会でもあり、異なる神経科学サブ分野での経験を提供する機会でもあります。」

ミラー氏は、コ・メンタリングはメンティーだけでなくメンターや研究室の視野と能力を拡大すると述べています。 「コラボレーションは21世紀の神経科学です」とミラー氏は言う。 「脳に関する私たちの研究の中には、1 つの研究室にまとめることができないほど大規模かつ包括的なものもあります。 これらの大きな問題の中には、複数のアプローチと複数のテクニックが必要なものもあります。」

最近、動物が他者の観察からどのように学習するかを研究するプロジェクトで、BCSとマクガバンの同僚であるメルダド・ジャザイェリとともにセン・ボム（マイケル・ユー）を共同指導したデシモーネも同意する。

「ポスドクたちからは、一般的に、別の視点を得るためにメンターが 2 人いればよかったのにという声をよく聞きます」とデシモーネ氏は言います。 「これは非常に良いことであり、教員が他の教員やポスドクが何をしているのかを知ることができる方法です。」

実際、サイモンズ センターのモデルは、研究が協力的かつ社会的である場合に大きな成功を収めることができることを示唆しています。