運動はニューロンの成長を刺激し、トラウマや依存症を忘れるのに役立ちます

カナダのトロント大学と日本の九州大学の研究者らは、運動や遺伝子操作によって海馬のニューロンの生成を増やし、その後神経回路を再配線すると、マウスがトラウマや薬物関連の記憶を忘れるのに役立つことを発見しました。ジャーナル Molecular Psychiatry に掲載されたこれらの発見は、心的外傷後ストレス障害 (PTSD) や薬物中毒などの精神障害の治療に新たなアプローチを提供する可能性があります。

PTSD は、自然災害、重大な事故、攻撃などのトラウマ的な出来事を経験または目撃することで引き起こされる精神障害です。世界中で人口の約 3.9% が PTSD に苦しんでおり、鮮明なフラッシュバックとトラウマ的な出来事を思い出させる場所や人々を避けるという特徴があります。現在、PTSD はセラピーや抗うつ薬などの薬物療法で治療されることが多いが、多くの人が治療に効果的に反応しないため、研究者はさまざまな治療法を模索し続けている。

このマウス研究では、九州大学薬学部の藤川理沙子准教授、彼女の元指導教官であるトロント大学のポール・フランクランド教授、およびアダム・ラムサランを含む彼らのチームは、海馬における神経新生（新しいニューロンを形成するプロセス）が恐怖の記憶を忘れる能力にどのように影響するかに焦点を当てた。特定の場所や状況に関連する記憶を形成するために重要な脳の領域である海馬は、歯状回と呼ばれる領域で毎日新しいニューロンを生成する。

「神経新生は新しい記憶の形成に重要であるだけでなく、それを忘れるためにも重要です。これは、新しいニューロンが神経回路に統合されると、新しい接続が形成され、古いニューロンが破壊され、記憶を思い出す能力が損なわれるためだと考えています」と藤川は説明する。 「このプロセスが、マウスがより強烈でトラウマ的な記憶を忘れるのに役立つかどうかを確認したかったのです。」

研究者らは、マウスに異なる条件下で 2 回の強いショックを与えました。最初に、マウスは明るく照らされた白い箱から出て、エタノールの匂いがする暗い区画に入った後、電気ショックを与えられました。別の環境で 2 回目のショックを受けた後、マウスは PTSD のような行動を示しました。

1 か月後、マウスは依然として恐怖を感じ、元の暗い区画に入ることをためらっていました。これは、マウスがトラウマ的な記憶を忘れていなかったことを示しています。この恐怖は他の暗い区画にも広がり、全般的な恐怖を示しました。さらに、マウスはオープン スペースを探索することが減り、不安を示す中心を避けるようになりました。

次に、研究者らは、これらの PTSD 症状が運動によって緩和されるかどうかを調べました。運動は神経新生を増加させることが研究で示されています。二重ショックを受けたマウスは 2 つのグループに分けられ、1 つのグループにはランニング ホイールが与えられました。

4 週間後、これらのマウスの海馬で新たに形成されたニューロンの数が増加し、重要なことに、ランニング ホイールにアクセスできなかったマウスと比較して PTSD の症状が軽減されました。

さらに、マウスが 2 回目のショックを受ける前に運動できた場合、PTSD の症状の発現も一部予防されました。

ただし、運動は脳と体にさまざまな影響を与えるため、これが神経新生による海馬神経回路の再配線によるものか、他の要因によるものかは明らかではありませんでした。そのため、研究者は 2 つの異なる遺伝学的アプローチを使用して、新たに形成されたニューロンを海馬のみに統合した場合の効果を評価しました。

海馬の新しいニューロンが光によって活性化されると、成長が速くなり、分岐が増えました。写真: ポール フランクランド、トロント大学。まず、研究者らはオプトジェネティクスと呼ばれる技術を使い、新しく形成された歯状回ニューロンに光感受性タンパク質を追加し、ニューロンが光によって活性化されるようにした。これらの細胞に青色光を当てると、新しいニューロンはより速く成熟した。14日後、ニューロンはより長く成長し、より多くの枝を持ち、より速く海馬の神経回路に統合された。

2番目のアプローチでは、研究チームは遺伝子工学を使用して、新しく形成されたニューロンからニューロンの成長を遅らせるタンパク質を除去した。これにより、ニューロンの成長が速くなり、神経回路への組み込みが増加した。

これらの遺伝学的アプローチは両方とも、二重ショックを受けたマウスのPTSD症状を軽減し、恐怖の記憶を忘れるのにかかる時間を短縮した。しかし、その効果は運動の効果よりも弱く、マウスの不安レベルは低下しませんでした。