神経科学者が新しい脳細胞のグループを発見

コペンハーゲン大学 – 保健医療科学部 2024 年 2 月 17 日

新しい研究は、左右の動きの制御を担う重要なニューロン群を明らかにし、パーキンソン病の治療に有益となる可能性のある洞察を提供する。 この発見は、運動制御における脳幹と大脳基底核の間の複雑な相互作用を浮き彫りにしました。

科学者たちは、右または左に回転する能力を促進するマウスの脳細胞のグループを特定しました。 この発見は、将来のパーキンソン病の治療に応用できる可能性があります。

私たちが右や左に動くと脳の中で何が起こるか考えたことはありますか? ほとんどの人はそうではありません。 これらの動きを自動的に実行するだけです。 しかし、この一見単純な行動は複雑なプロセスによって支配されています。

新しい研究で、研究者らは、右左折に必要な複雑な神経ネットワークに欠けている部分を発見した。 この発見は、ジャレッド・クレッグ助教授、オーレ・キーン教授、および神経科学部門の同僚からなる研究チームによって行われました。 コペンハーゲン大学。

2020年、オーレ・キーン氏とジャレッド・クレッグ氏らは、「脳のハンドル」、つまり歩行時の左右の動きを指令する脳幹下部のニューロンのネットワークを特定した。 しかし当時は、この左右の回路が大脳基底核などの脳の他の部分によってどのように制御されているかは明らかではありませんでした。

大脳基底核とのつながり

「私たちは今回、大脳基底核から直接情報を受け取り、左右の回路を制御する脳幹の新しいニューロン群を発見しました」とオーレ・キーン氏は説明する。

最終的には、この発見はパーキンソン病に苦しむ人々を助けることができるかもしれません。 この研究は評判の高い科学雑誌に掲載されました 自然神経科学。

大脳基底核は脳の奥深くに位置します。 長年にわたり、それらは随意運動の制御において重要な役割を果たすことが知られてきました。

何年も前、科学者たちは、大脳基底核を刺激することでマウスの右手と左手の動きに影響を与えることができることを学びました。 彼らはただその方法を知らなかったのです。

「歩くときは、右折する前に右足の歩幅を短くし、左折する前に左足の歩幅を短くします。 新たに発見されたニューロンのネットワークは、PnOとして知られる脳幹の一部に位置しています。 これらは大脳基底核から信号を受け取り、私たちが曲がるときに歩幅を調整し、それによって私たちが右に動くか左に動くかを決定するのです」とジャレッド・クレッグは説明する。

したがって、この研究は、これらの絶対に不可欠な動きが脳によってどのように生成されるかを理解するための鍵を提供します。

新しい研究では、マウスの脳幹が人間の脳幹によく似ているため、研究者らはマウスの脳を研究した。 したがって、研究者らは人間の脳にも同様の左右回路が見つかると期待している。

パーキンソン病の人は右左折が困難です

パーキンソン病は、脳内のドーパミンの欠乏によって引き起こされます。 これは大脳基底核に影響を及ぼし、新しい研究を担当した研究者らは、これが脳幹の左右回路の活性化の失敗につながると考えている。

そして、パーキンソン病患者が病気の後期段階で経験する症状を見ると、それは理にかなっています。彼らは、歩くときに向きを変えるのが困難になることがよくあります。

新しい研究では、研究者らはパーキンソン病患者に似た症状を持つマウスを使ってこれを研究した。 彼らは、いわゆるパーキンソン病モデルを作成し、マウスの脳からドーパミンを除去し、パーキンソン病に苦しむ人々が経験するものと同様の運動症状をマウスに与えました。

「これらのマウスは回転が困難でしたが、PnO ニューロンを刺激することで回転の困難を軽減することができました」と Jared Cregg 氏は言います。

脳深部刺激を使用すると、科学者は最終的に人間に対して同様の刺激を開発できるかもしれません。 しかし現時点では、高度な光遺伝学的技術を使用したマウスモデルほど正確にヒトの脳細胞を刺激することはできません。

「脳幹のニューロンは混乱しており、人間の脳深部刺激に使用される種類の電気刺激では、細胞を互いに区別することができません。 しかし、脳に関する私たちの知識は絶えず増えており、最終的には人間の集中的な深部脳刺激について検討を開始できるかもしれません」とオーレ・キーン氏は結論づけています。

参考文献：「マウスにおける運動歩行の非対称性を指令する大脳基底核–脊髄経路」、Jared M. Cregg、Simrandeep K. Sidhu、Roberto Leiras、Ole Kiehn著、2024 年 2 月 12 日、Nature Neuroscience。
DOI: 10.1038/s41593-024-01569-8

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2024-02-18 05:44:50