脳画像研究により、人間の意識に重要なつながりが明らかになった

「マルチモーダルMRIが人間の意識の覚醒をサポートする脳幹のつながりを明らかにする」と題された論文が、サイエンス・トランスレーショナル・メディシン誌に掲載され、マサチューセッツ総合病院とボストン小児病院の研究者チームが、人間の意識にとって重要だと考えられる脳ネットワークのつながりマップを作成した。

この研究では高解像度スキャンが用いられ、研究者らは脳のつながりをミリメートル未満の空間分解能で可視化することができました。この技術的進歩により、脳幹、視床、視床下部、前脳基底核、そして大脳皮質を結ぶ、これまで注目されていなかった経路を特定することができました。

これらの経路は、意識のある人間の安静時の覚醒状態を維持する「デフォルト上行性活性化ネットワーク」を形成します。「デフォルト」ネットワークの概念は、脳内の特定のネットワークは脳が安静時に最も機能的に活性化するのに対し、他のネットワークは脳が目標指向的な課題を実行している時により活性化するという考えに基づいています。

このデフォルト脳ネットワークの機能特性を調査するため、研究者らはヒューマン・コネクトーム・プロジェクトから得られた7テスラの安静時機能的MRIデータを解析した。これらの解析により、皮質下デフォルト上行性活性化ネットワークと、安静時の自己認識を媒介する皮質デフォルトネットワークとの間の機能的接続が明らかになった。

構造的・機能的相互補完的な接続マップは、人間の意識における覚醒と気づきの統合の神経解剖学的基盤を提供する。研究者らは、fMRIデータ、脳マッピング技術、そして新たなハーバード・アトラス「上昇性活性化ネットワーク」を発表し、人間の意識の接続性をマッピングするための今後の取り組みを支援している。

「私たちの目標は、意識にとって極めて重要な人間の脳ネットワークをマッピングし、重度の外傷性脳損傷を負った患者の意識の回復を検出、予測、促進するためのより優れたツールを臨床医に提供することだった」と、マサチューセッツ総合病院神経科学センターの共同所長、同病院神経技術・神経修復センター（CNTR）の副所長、ハーバード大学医学部の神経学准教授、マサチューセッツ総合病院の2023～2028年チェン研究員を務める筆頭著者のブライアン・エドロー博士は説明する。

エドロー博士は次のように説明しています。「私たちの接続性に関する研究結果は、腹側被蓋野のドーパミン神経経路を刺激することで、患者が昏睡状態から回復するのを助ける可能性があることを示唆しています。この中枢は、意識にとって非常に重要な多くの脳領域とつながっているからです。」

論文の主任著者で、ボストン小児病院およびハーバード大学医学部の名誉教授であるハンナ・キニー博士は、「私たちが特定した人間の脳のつながりは、昏睡から発作、乳幼児突然死症候群（SIDS）まで、意識の変容に関連するさまざまな神経疾患をより深く理解するためのロードマップとして使用できる」と付け加えた。

著者らは現在、外傷性脳損傷後の昏睡患者のデフォルトの上行性活性化ネットワークを刺激してネットワークを再活性化し、意識を回復させるための臨床試験を実施している。