主な脳リズムを復元してうつ病に対処できる可能性を発見

今後の治療におけるガンマ振動の役割を提案する研究

ニューヨーク、 2023年5月9日 / PRNewswire/ – NYU Grossman School of MedicineとSzeged Universityの研究者が率いる ハンガリーラットとラットを対象とした新しい研究では、嗅覚を処理する脳領域の特定のシグナルを復元すると、うつ病が軽減されることがわかりました。

ジャーナルに掲載 ニューロン オンライン 5月9日、研究結果は情報を送信するために「発火」または電気信号を放出する神経細胞（ニューロン）を中心に進行されます。 近年、研究者たちは、脳領域間の効果的なコミュニケーションのために、関節活動が続く関節沈黙の繰り返し期間（振動）で活動パターンを同期させるためにニューロングループが必要であることを発見しました。 「ガンマ」と呼ばれるそのようなリズムの1つは、1秒間に約30回以上繰り返され、潜在的に感情を含む複雑な情報をエンコードするための重要なタイミングパターンです。

その原因はまだよく知られていませんが、過去の研究によると、うつ病はガンマ振動の変化に反映され、感情ともつながっている嗅覚を管理する脳領域で病気の電気生理学的マーカーとして現れます。 この領域は鼻に隣接する嗅覚網を含み、これは脳全体のガンマ振動の源と「導体」と考えられている。

この理論をテストするために、現在の研究者は、遺伝的および細胞シグナル伝達技術を使用して電球の機能を遮断し、研究げっ歯類のうつ病に似た行動の関連する増加を観察し、その後、ガンマ信号を増幅する装置を使用してこれらの行動を逆転させました。 自然な速度で脳。

「私たちの実験は、うつ病患者に見られるものと同様の嗅覚およびリンクされた辺縁系のシグナル変化とともに、ラットとラットのうつ病モデルで欠けているガンマ活動と行動の減少との間の機械的関連性を明らかにしました。」は言った。 アンタルベレーニ、MD、 博士、NYU Langone Healthの神経科学と生理学と兼任助教授。 「これは、利用可能な薬が効果的でない場合のうつ病や不安に対応するための潜在的なアプローチとして、ガンマ強化の力を示しています。」

主なうつ病は、しばしば薬物治療に抵抗する一般的な深刻な精神疾患であると研究者たちは言います。 この病気の有病率は、流行が始まってから劇的に増加し、 5,300万件の新規事例 推定される。

感情につながるガンマ波

感染、外傷または薬物のために嗅覚網から異常皮質および海馬などの辺縁系の他の脳領域に潜在的に誘発されるガンマシグナルのタイミングおよび強度の疾患誘発の変化は、感情を変化させる可能性がある。 しかし研究チームはその理由を確信していない。 ある理論によれば、うつ病は嗅覚網内ではなく、他の脳標的に出るガンマパターンの変化から生じる。

球根の除去は主要なうつ病の研究のための古い動物モデルを表しますが、その過程は病気のメカニズムに関する研究者の視点をぼかす可能性のある構造的損傷を引き起こします。 したがって、現在の研究チームは、損傷を防ぐために可逆的な方法を設計しています。 無害なウイルスでカプセル化された単一の操作されたDNA鎖から始まり、げっ歯類の嗅覚網のニューロンに注入されたとき、細胞に特定のタンパク質受容体を生成させる。 表面。

これにより、研究者はシステム全体に広がる薬物をげっ歯類に注入することができましたが、設計された薬物に敏感な受容体を持つように設計された電球のニューロンのみをブロックしました。 このようにして、研究者は電球パートナー脳領域間の通信を選択的に可逆的にオフにすることができる。 この試験は、ガンマを含む嗅覚球根シグナルの慢性阻害が介入期間中だけでなく、その後数日間落ち込んだ行動を引き起こすことを示した。

嗅覚網のガンマ振動損失の影響を示すために、チームは、主な症状の1つである不安測定を含む、うつ病のいくつかの標準的なげっ歯類テストを使用しました。 この分野は、人間の精神状態の動物モデルが限られていることを認識し、時間の経過とともに有用であることが証明された落ち込んだ行動を測定するために一連のテストを使用しています。

具体的には、このテストは、動物が開いた空間でどれくらい滞在するか（不安の尺度）、水に落ちたときに早く水泳を止めたか（絶望の尺度）、砂糖水をもう飲んでいないか（物事に対する喜び少ないか）、彼らは迷路に入ることを拒否しました（ストレスの多い状況を避けます）。

次に、研究者たちは嗅覚網から出る自然なガンマ振動を記録するカスタマイズされた装置を使用して、閉ループ電気刺激でげっ歯類の脳に再び信号を送った。 この装置は健康な動物のガンマを抑制または増幅できます。 嗅覚葉のガンマ振動抑制は人間のうつ病に似た挙動を誘発した。 また、抑うつラットの脳に増幅された嗅覚電球シグナルを再供給すると、辺縁系の正常なガンマ機能が回復し、落ち込んだ行動が40％（ほぼ正常レベル）減少しました。

「ガンマ波の発射パターンがどのように感情に変換されるのか、まだ誰も知らない」と、上級研究者は言った。 György Buzsáki, MD, PhDビッグス教授 神経科生理学科 NYU Langone Healthの教員 神経科学研究所。 「今後の行動の変化に応じて、電球とつながる地域でこのリンクをよりよく理解するよう努めます。」

BerényiとBuzsákiと共に、この研究は オリン・デビンスキーMD、 NYU Langoneの神経と教授であり 総合脳電症センター。 ベレニーはまた、セゲド大学生理学と運動量振動ニューラルネットワーク研究グループの上級研究者です。 ハンガリー最初の研究著者と クンリ そして 竹内裕一そして著者 ジアレ王Levente Gellért, リビア・バルサイ, リジェス・ペドラザ、 アネット・ナジ, Gábor Kozák, Gyöngyi Horváth, Gabriella Kékesi, Magor Lőrincz. 研究著者 中井真也 そして 大沢正広 薬学大学院神経薬理学科 名古屋 市立大学 日本。 また、竹内は大阪市立大学大学院医学部生理学科および薬学部教授でもあります。 北海道大学 ~へ 日本。 さらに、研究者は 加藤しげき 神戸小林分子遺伝学科、福島医科大学医科大学生物医学研究所 日本。

研究資金は、ハンガリー科学アカデミーモーメンタムIIプログラム、国家研究、開発、イノベーション事務所の助成金を通じて提供されました。 ハンガリーイノベーション技術部 ハンガリー人的能力部、 ハンガリーハンガリー科学研究基金、ハンガリー脳研究プログラム、欧州連合 Horizo​​n 2020研究・イノベーションプログラム、日本科学振興会、日本文部科学省、日本科学技術庁医療研究開発、医療科学振興のための金井財団、生命科学財団の支援 日本竹田科学財団、日本ニューラルネットワーク協会、János Bólyai Fellowship。

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研究リンク
URL： https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)00298-2
DOI: 10.1016/j.neuron.2023.04.013

出所 NYU Grossman School of MedicineとNYU Langone Health