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ラットの研究では、慢性的なストレスは危険な決定につながる可能性があります

給料は高いが長時間労働の仕事と、より多くの余暇を可能にする低賃金の仕事のどちらを選ぶかなど、肯定的要素と否定的要素の両方を備えた2つのオプションの間で意思決定を行うことは、必ずしも容易ではありません。

マサチューセッツ工科大学の神経科学者は、費用対効果の対立として知られているこのタイプの状況で意思決定を行うことが慢性的なストレスによって劇的に影響を受けることを発見しました。

マウスの研究で、彼らはストレスを受けた動物が高リスク、高ペイオフのオプションを選択する可能性がはるかに高いことを発見しました。

研究者たちはまた、特定の脳回路の障害がこの異常な意思決定の根底にあることを発見し、彼らはこの回路を操作することで通常の行動を回復できることを示しました。

科学者達は、人間でこの回路を調整する方法が開発されれば、意思決定が不十分であることが多いうつ病、依存症、不安症の患者を助けることができると科学者は主張している。

「エキサイティングなことの1つは、この非常に基本的な科学を行うことによって、線条体のニューロンの微小回路を見つけ、このタイプの意思決定に対するストレスの影響を逆転させることができることです」と、アングレイビール博士は述べています。マサチューセッツ工科大学およびマクガバン脳研究所のメンバー。「これは私たちにとって非常に有望ですが、これまでのところ、これらの実験はラットとマウスで行われています。」

2015年、MITの研究者は最初に、費用便益の対立を伴う意思決定に関与する脳回路を特定しました。回路は、気分制御に関与する内側前頭前皮質で始まり、線条体、習慣の形成、動機、および報酬の強化に関連する領域に位置する、線条体と呼ばれるニューロンのクラスターに拡張します。

その研究では、研究者はげっ歯類を訓練して迷路を走らせ、好きな高濃度のチョコレートミルクと、好きではない明るい光と、薄暗い光を使うオプションのいずれかを選択する必要がありました。弱いチョコレートミルク。

研究者たちは、オプトジェネティクスと呼ばれる手法を使用して、皮質ニューロンとストリオソームの間の接続を阻害することにより、げっ歯類のリスクを減らし、ペイオフの選択肢を、コストが大きいにも関わらず、より大きなペイオフの選択肢に変えることができることを発見しました。

新しい研究では、研究者は光遺伝学的操作なしで同様の実験を行いました。代わりに、彼らはげっ歯類を2週間毎日短期間ストレスに曝しました。

ストレスを経験する前に、通常のラットとマウスは、約半分の時間、薄めの軽いチョコレートミルクで迷路の腕に向かって走ることを選択しました。研究者たちは調光器側にあるチョコレートミルクの濃度を徐々に上げました。そうすることで、動物たちはその側をより頻繁に選択し始めました。

しかし、慢性的にストレスを受けたラットとマウスが同じ状況に置かれたとき、チョコレートミルクの濃度が調光器側で大幅に増加したとしても、明るい光/より良いチョコレートミルク側を選択し続けました。

これは、研究者がげっ歯類で見たのと同じ行動で、前頭前野皮質-線条体回路が視力学的に破壊された。

「その結果、動物は高額な費用を無視し、高額の報酬を選択するようになりました」とMcGovern Instituteの研究科学者で論文の筆頭著者であるAlexander Friedmanは述べました。

研究者は、この回路が可能な選択の良い面と悪い面に関する情報を統合し、脳が決定を下すのを助けると信じています。通常、回路がオンになると、前頭前野のニューロンが高発火介在ニューロンと呼ばれる特定のニューロンを活性化します。これにより、ストロリオソームの活動が抑制されます。

動物にストレスがかかると、これらの回路ダイナミクスがシフトし、皮質ニューロンが発火するのが遅すぎて、ストリオソームを阻害できず、ストリオソームが過剰に興奮する、と研究者は説明した。これは異常な意思決定をもたらします。

「どういうわけか、この慢性的なストレスへの以前の暴露は、善と悪の統合を制御します」とグレイビールは言いました。「それは、動物が合理的な行動に落ち着くために興奮と抑制のバランスをとる能力を失ったかのようです。」

研究者達は、この変化が起こった後、数か月間有効なままであることを発見しました。しかし、光遺伝学を使用して高発火性介在ニューロンを刺激し、ストリオソームを抑制することで、ストレスを受けたマウスの通常の意思決定を復元することができました。