脳回路で下流シグナルが見つかり、調節しているうつ病

うつ病は、世界中で何百万人もの人々に影響を与えている、潜在的に衰弱させる精神疾患であり、神経科学研究者の間では依然として優先事項となっています。たとえば、大うつ病性障害 (MDD) は、世界の成人人口の約 5% にあたる約 3,300 万人に影響を与えています。

感情調節は、感情やうつ状態を抑制する重要な脳機能であり、MDD の保護メカニズムの 1 つと考えられています。しかし、脳がうつ状態を制御する仕組みの根底にある神経生物学的メカニズムは、まだ明らかになっていません。

この問題を探るため、雨森聡子氏と雨森健一氏が最近実施し、Nature Communications に発表した研究では、うつ病の神経基盤に関する新たな証拠を提供することで、特定の脳回路が感情反応を制御する仕組みが調べられました。

この研究では、研究者らは、感情制御における役割で長い間知られている背外側前頭前野 (dlPFC) に焦点を当てました。研究者らは、うつ病における dlPFC 信号の変化を調べ、dlPFC が帯状線条体ネットワークを制御するメカニズムを特定しました。

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、特定の脳回路を標的とした新しい治療法の開発の基盤となる可能性があります。

この研究では、感情制御の文脈で、うつ病関連の帯状線条体ネットワークに対する dlPFC のいわゆる「トップダウンの影響」を調べました。科学者たちは、これらの回路が意思決定や感情的反応にどのように影響するかも調べています。

研究者たちは、微小刺激技術を使用して、アカゲザル（Macaca mulatta）の膝下前帯状皮質（sgACC）の神経活動を変更し、実験的に悲観的な意思決定と抑うつ状態を誘発することができました。

これらの刺激実験中、研究者たちは、dlPFC の帯状線条体ネットワークに対するトップダウンの影響を分析するために、局所場電位（LFP）も記録しました。

彼らは、実験的に誘発された悲観的な意思決定は、帯状線条体領域に対する dlPFC のトップダウンの影響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混乱が、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。

1この研究の主な発見の 1 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、運動制御や注意力と関連付けられてきましたが、最近では作業記憶などの認知機能にも関連付けられています。

この新しい研究では、sgACC の効果的な抑制性微小刺激により、意思決定に関連する肯定的な変数をエンコードするベータ振動の振幅が減少しました。

Stim: 微小刺激、dlPFC: 背外側前頭前野、pACC: 前帯状皮質前部、sgACC: 前帯状皮質下部。
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ネガティブバイアスとの関連を示しており、脳が正の値と負の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。

この研究では、前頭帯状皮質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関係（変数が従属変数として意味のある形で説明できるかどうかを判断する統計的検定）などの要因を調べることで、研究者らは、効果的な sgACC マイクロ刺激がこれらの相互作用を変化させ、意思決定プロセスへのネットワークの関与を反映していることを発見しました。

彼らは、dlPFC の帯状皮質線条体ネットワークへの「トップダウンの影響」が LFP ベータ振動によってエンコードされ、トップダウンの影響の減少が実験的に誘発された抑うつ状態と関連していることを発見しました。

これらの結果は、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、およびこの機能不全が抑うつ行動につながる可能性があること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洞察を提供し、感情反応の調節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、この研究によって霊長類のうつ病モデルが確立され、前頭帯状皮質線条体回路がベータ波を介した大脳辺縁系の制御に関与していることが示されたことです。

重要なのは、研究者らが、この制御がない場合でもサルがうつ病行動を示すことを実証できたことです。この研究は、霊長類の抑うつ行動の根底にあるメカニズムを明らかにすることで、MDD のより効果的な治療法の開発に向けた新たな道を切り開きます。