うつ病を制御する脳回路の下流シグナルを発見

世界中で何百万人もの人々を悩ませている、潜在的に衰弱させる精神疾患であるうつ病の理解と治療は、神経科学研究者にとって依然として最優先事項です。例えば、大うつ病性障害（MDD）は約3,300万人、つまり世界の成人人口の約5%に影響を与えています。

感情制御は、感情や抑うつを抑制するのに役立つ重要な脳機能であり、MDDにおける保護メカニズムであると考えられています。しかし、脳がどのようにうつ病を制御するのかという神経生物学的メカニズムは未だ解明されていません。

この問題を探るため、雨森聡子氏と雨森健一氏が主導し、ネイチャー・コミュニケーションズ誌に発表された最近の研究では、特定の脳回路が感情反応を制御する仕組みが調べられ、うつ病の神経的基盤に関する新たな知見がもたらされた。

本研究では、感情制御に関与することが古くから知られている背外側前頭前皮質（dlPFC）に焦点を当て、うつ病におけるdlPFCの信号変化を解析し、dlPFCが帯状線条体ネットワークを制御するメカニズムを解明しました。

霊長類のうつ病行動の根底にある神経メカニズムを解明することは、特定の脳回路をターゲットにした新たな治療法の開発の基盤となる可能性があります。

本研究では、感情制御という観点から、うつ病と関連する帯状線条体ネットワークに対するdlPFCのいわゆる「トップダウン影響」を検証しました。また、これらの回路が意思決定や感情反応にどのような影響を与えるかについても検証しました。

研究者らは、微小刺激技術を使用して、アカゲザル（Macaca mulatta）の前帯状皮質膝下層の神経活動を変化させ、悲観的な意思決定と抑うつ状態を実験的に誘発することに成功した。

これらの刺激実験中、研究者らは局所場電位（LFP）も記録し、帯状線条体ネットワークに対するdlPFCのトップダウンの影響を分析しました。

実験的に誘発された悲観的な意思決定は、帯状線条体領域へのトップダウンの dlPFC 入力の減少を伴うことを発見しました。

この発見は、認知から感情へのトップダウン信号の途絶が、MDD の特徴である悲観的な意思決定につながる可能性があることを示唆しています。

この研究の重要な発見の一つは、前頭線条体回路におけるベータ振動の役割でした。ベータ振動は長い間、運動制御や注意と関連付けられてきましたが、最近ではワーキングメモリなどの認知機能とも関連付けられています。

この新しい研究では、抑うつ状態を引き起こす sgACC の有効な微小刺激により、意思決定に関連する肯定的な変数をコード化するベータ振動の振幅が減少しました。

Stim：微小刺激、dlPFC：背外側前頭前皮質、pACC：前帯状皮質前膝下皮質、sgACC：前帯状皮質前膝下皮質。
出典：Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

このベータ振動の減少は、sgACC の活動と意思決定における否定的バイアスとの関連を示唆しており、脳が肯定的および否定的な値を処理する潜在的なメカニズムを提供するため重要です。

本研究では、前頭帯状線条体ネットワーク内の領域間の相互作用も調べました。コヒーレンスやグレンジャー因果律（変数が従属変数として意味のある形で記述できるかどうかを判断する統計的検定）といった要因を検討した結果、sgACCへの効果的な微小刺激がこれらの相互作用を変化させ、ネットワークの意思決定への関与を反映していることが分かりました。

彼らは、帯状線条体ネットワークに対する dlPFC の「トップダウン影響」が LFP ベータ振動によってエンコードされており、トップダウン影響の減少が実験的に誘発されたうつ病と関連していることを発見しました。

これらの研究結果は、感情の調節と意思決定におけるこのネットワークの重要な役割と、その機能不全がどのようにして抑うつ行動につながるのかを浮き彫りにしています。

この研究は、うつ病の神経基盤に関する貴重な知見を提供し、感情反応の制御における特定の脳回路の役割を浮き彫りにしています。重要なのは、本研究がうつ病の霊長類モデルを作成し、前頭帯状回線条体回路がベータ波を介して大脳辺縁系の制御に関与していることを示したことです。

重要なのは、研究者たちが、この調節が欠如しているにもかかわらず、サルが抑うつ行動を示すことを実証できたことです。霊長類における抑うつ行動の根底にあるメカニズムを解明することで、本研究はMDDに対するより効果的な治療法の開発に向けた新たな道を開くものです。