頭部損傷による健忘症が初期のマウス研究で逆転

この研究は、ジョージタウン大学医療センターの研究者らがアイルランドのダブリンのトリニティ・カレッジと協力して実施したもので、2024年1月16日付の『The』誌に報告された。 神経科学ジャーナル。

診断と治療の目的にとって重要なことは、研究者らは、頭部損傷による記憶喪失が、神経変性疾患によって引き起こされる永続的な病理学的事象ではないことを発見したことである。 実際、研究者らは健忘症を逆転させてマウスが失われた記憶を呼び戻せるようにすることができ、頭部衝撃によって引き起こされる認知障害を臨床的に逆転させることができる可能性がある。

ジョージタウンの研究者らは、脳内のシナプスの動作方法を変えることで、脳が繰り返しの頭部衝撃に適応していることを以前に発見していた。 これにより、新しい記憶の形成や既存の記憶の思い出す際に問題が生じる可能性があります。 新しい研究では、研究者らはマウスに頭部の衝撃によって忘れていた記憶を思い出させることができた。

「私たちの研究は、頭部衝撃を受けた脳を正常な状態に戻し、繰り返しの頭部衝撃によって記憶力が低下した人間の認知機能を回復する治療法を設計できるという希望を与えてくれます」と、この研究の主任研究員であるマーク・バーンズ博士は述べています。ジョージタウンの神経科学部門の教授および副教授であり、脳損傷および認知症研究所の所長でもある。

新しい研究では、科学者らは2つのグループのマウスに、これまで見たことのないテストを訓練することで新しい記憶を与えた。 1 つのグループは 1 週間、高頻度で軽度の頭部衝撃 (人間のスポーツによる接触と同様) にさらされ、もう 1 つのグループは衝撃を受けなかった対照群でした。 影響を受けたマウスは1週間後に新しい記憶を思い出すことができなくなった。

「この分野の研究のほとんどは慢性外傷性脳症（CTE）を患うヒトの脳を対象としたもので、CTEは反復的な頭部衝撃の病歴を持つ人々に見られる変性脳疾患です」とバーンズ博士は述べた。 「対照的に、私たちの目標は、多くの若いサッカー選手が定期的に経験する頭部への低レベルの衝撃に反応して脳がどのように変化するかを理解することでした。」

研究者らは、平均して、大学フットボール選手は週に 21 回の頭部衝撃を受け、ディフェンスエンドは週に 41 回の頭部衝撃を受けていることを発見しました。 この研究におけるマウスへの頭部衝撃回数は、大学フットボール選手の 1 週間の曝露を模倣するように設計されており、各 1 回の頭部衝撃自体は非常に軽度でした。

遺伝子組み換えマウスを使用することで、研究者らは新しい記憶の学習に関与するニューロンを観察することができ、これらの記憶ニューロン（「記憶エングラム」）が対照マウスと実験マウスの両方に等しく存在することを発見した。

こうした記憶の変化の根底にある生理機能を理解するために、この研究の筆頭著者であるダニエル・P・チャップマン博士は、「私たちは記憶と場所を結びつけるのが得意であり、それは、その場所にいるか、その写真を見ているからである」と述べた。場所は、私たちの記憶エングラムの再活性化を引き起こします. これが、活性化されたニューロンの特定のサインを探すためにエングラムニューロンを調べた理由です. マウスが最初に記憶を学習した部屋を見ると、対照マウスは自分の記憶を活性化することができます記憶エングラムはあったが、頭部衝撃マウスにはそうではなかった。これが記憶喪失の原因だった。」

研究者らは、レーザーを使用してエングラム細胞を活性化することで、マウスが失われた記憶を思い出すことができるように健忘症を回復させることに成功した。 「私たちはマウスの記憶喪失を回復させるために侵襲的な技術を使用しましたが、残念ながらこれを人間に応用することはできません」とバーンズ氏は付け加えた。 「私たちは現在、脳がもはや危険にさらされていないことを脳に伝え、脳を以前の状態にリセットできる可塑性の窓を開けるために、多くの非侵襲的技術を研究しています。」

著者には、バーンズ氏とチャップマン氏に加えて、ジョージタウン大学のステファノ・ヴィチーニ氏、アイルランドのダブリン・トリニティ・カレッジのサラ・D・パワー氏とトマス・J・ライアン氏が含まれます。

この研究は、ジョージタウン大学神経科学部門のマウス行動コアと、国立衛生研究所 (NIH) / 国立神経障害・脳卒中研究所 (NINDS) の助成金 R01NS107370 および R01NS121316 によって支援されました。 NINDS は、F30 NS122281 およびジョージタウン大学の神経損傷および回復センターに収容されている神経損傷および可塑性トレーニング助成金 (T32NS041218) も支援しました。 シード資金はジョージタウンの CTE Research Fund から提供されます。

著者らは、この研究に関して個人的な経済的利害関係はないと報告している。