神経科学者たちは、マウスの脳が脅威に対する感受性を双方向的に制御して逃避行動を開始および完了させる仕組みを発見した。この発見は、不安や心的外傷後ストレス障害（PTSD）の治療法を発見するための新たな方向性を切り開くのに役立つ可能性がある。
本日発表された研究は、 カレントバイオロジー、 ロンドン大学セインズベリー・ウェルカム・センターの研究者らが、不安症やPTSD患者で活動亢進していることが知られている中脳水道周囲灰白質（PAG）と呼ばれる脳の領域を研究した様子を概説している。研究結果によると、PAGの抑制性ニューロンは絶えず発火しており、そのレベルを上げたり下げたりできる。研究チームは、これがマウスの逃避行動の開始に直接影響を及ぼし、同じニューロンが逃避行動の持続時間にも影響していることを発見した。
「逃避行動は固定されたものではなく、経験によって適応できるものです。これまでの研究では、マウスは過去の経験に応じて逃避する可能性が高くなったり低くなったりすることが分かっています。そのため、脳が脅威に対する感受性をどのように調節するのかを理解したかったのです。これは、これらの回路が誤って調節されている可能性がある不安症やPTSD患者に影響を与える可能性があるからです」と、SWCのグループリーダーで論文の責任著者であるティアゴ・ブランコ教授はコメントした。
脳が逃避行動をどのように制御するかを研究するために、研究チームはまず 試験管内で PAG抑制ニューロン（皿の中）からの記録を解析し、その特性を調べた。入力がない場合、PAG抑制ニューロンは常に発火することを発見した。この発見は、 生きている マウスが走り回っている間に、カルシウムイメージングと頭部に装着した小型顕微鏡を使用して記録しました。研究チームは脳内の接続性の研究も行い、PAG抑制ニューロンが逃避を開始することが知られている興奮性ニューロンに直接接続されていることを示しました。
「私たちは、逃走ネットワーク全体が直接的な抑制制御下にあることを発見しました。逃走中に何が起きるかを調べたところ、逃走直前に活動が低下する細胞群を発見しました。これは、抑制が解除されて逃走を開始できることを意味します。また、動物が逃走するにつれて抑制が徐々に増加し、動物がシェルターに到達したときにピークに達する別の細胞群も発見しました。これは、抑制細胞が逃走の開始を制御するだけでなく、動物が安全に到着したときに停止するように指示するのにも重要であることを示しています」とブランコ教授は説明した。
これをさらに検証するため、研究チームはオプトジェネティクスと呼ばれる技術を使用して、ニューロンを刺激したり抑制したりすることでニューロンの活動を直接操作しました。PAG 抑制ニューロンの活動を人工的に増加させると、逃走確率が下がることがわかりました。PAG 抑制ニューロンを抑制すると、逃走確率は上昇しました。これにより、PAG 抑制ニューロンが、動物が脅威に対してどれだけ敏感であるかを制御するために上下に回すことができるダイヤルとして機能していることが確認されました。
「これらのニューロンが逃走を止めるタイミングを制御するのにも重要であるかどうかを調べるために、まず動物が逃走を開始した後にニューロンを活性化し、避難所に着く前に止まることを発見しました。次にニューロンを抑制したところ、マウスは避難所を通り過ぎても逃走を止めないことが分かりました。これは、ニューロンが動物が安全に到着したかどうかを知るために使用する情報にアクセスできることを意味します」とブランコ教授は説明した。
研究チームの次の段階は、脅威の経験がこれらのニューロンの動員を通じてどのようにシステムの興奮性を高めたり低下させたりしているのかを理解することだ。「経験とこれらのニューロンの動員を結び付ける特定の分子経路を解明できれば、この経路を標的とする薬剤を開発して、不安やPTSDを患う人々の感受性を高めたり低下させたりできる可能性がある」とブランコ教授は結論付けた。
ソース：
ジャーナル参照:
ステンペル、AV 他（2024）マウスの背側中脳水道周囲灰白質の持続的に活性化したGABA作動性ニューロンは本能的な逃避を制御する。 現在の生物学。 翻訳：doi.org/10.1016/j.cub.2024.05.068。
1719473320
#研究によりマウスの脅威反応と逃避を制御する重要なニューロンが特定された
2024-06-27 07:14:00