小さな神経回路が恐怖の流れを管理する

恐怖を、知覚された脅威に対する感情的な反応と定義する人もいます。恐怖は心拍数を増加させ、胃を食いしばり、喉を引き締め、筋肉を所定の位置に固定します。

新しい研究によると、恐怖は脳から始まり、それが制御され、処理され、誘発されるのは、特に扁桃体と呼ばれるアーモンド型の構造のマイクロ回路にあります。

カリフォルニア工科大学（Caltech）の科学者が率いる研究チームは、恐怖の神経回路を分析し始めて、このキックオフがどのように発生するかを理解するために重要な一歩を踏み出しました。

彼らの論文は今週のジャーナルに掲載されました 自然.

論文では、主任研究員のデビッドJ.アンダーソン博士が、脳のその領域からの恐怖の流出を制御または「ゲート」する扁桃体の微小回路について説明しました。

アンダーソン氏によると、問題のマイクロサーキットには、拮抗する2つのサブタイプのニューロンが含まれ、反対の機能を持ち、シーソーのように動作して扁桃体から出力される恐怖のレベルを制御します。

「シーソーの一端が重くなっていて、通常はガーデンホースに座っていると想像してみてください。水（この例では、恐怖の衝動）が水を通らないようにしています」とアンダーソン氏は言います。

「恐怖反応を引き起こす信号が届くと、シーソーの反対側の端が押し下げられ、ホースの最初の端が持ち上げられ、水などの恐怖が流れるようになります。」恐怖の流れが始まると、そのインパルスは、凍結などの恐ろしい行動を制御する脳の他の領域に伝達されます。

「私たちはこの「シーソー」メカニズムについて知ったので、いつの日か心的外傷後ストレス障害、恐怖症、または不安障害などの恐怖に基づく精神疾患を治療するためのより具体的な薬を開発するための新しいターゲットを提供するかもしれません。」

アンダーソン氏によると、この繊細なメカニズムを理解する鍵は、「マーカー」、つまり扁桃体の異なる神経細胞タイプを識別して科学者が区別できるようにする遺伝子を明らかにすることでした。

アンダーソン博士のグループは、プロテインキナーゼC-デルタ（PKCδ）として知られる酵素をコードする遺伝子にそのマーカーを見つけました。 PKCδは、扁桃体の中心核のサブディビジョン内のニューロンの約半分、恐怖の出力を制御する扁桃体の一部で発現しています。

研究者たちは、プロテインキナーゼが発現しているニューロンに蛍光タグを付けることができました。これにより、研究者はこれらのニューロンの接続をマッピングし、その電気的活動を監視および操作することができました。

研究は、アンダーソン氏は、「PKCδ+ニューロンと呼ばれる、酵素を発現しない中心核の別のニューロン集団と接続することにより、PKCδ+ニューロンがシーソーの一端を形成することを明らかにした」と語った。

彼らはまた、キナーゼ陽性のニューロンが扁桃体からの流出を阻害することを示した-それらが庭のホースにかかっているシーソーの端として機能することを証明する。

それでも、重要な質問が残りました：恐怖を誘発する信号にさらされている間、シーソーはどうなりますか？アンダーソンと彼の同僚は、恐怖信号がシーソーのPKCδ+ニューロンによって形成されたものとは反対側の端を押し下げ、庭のホースからクリンプを取り除き、恐怖信号が流れることを可能にするという仮説を立てました。しかし、このアイデアをテストする方法は？

スイスのバーゼルにあるフリードリッヒミーシャー研究所の神経生理学者、AndreasLüthiと彼の学生であるStephane Ciocchiに入ります。アンダーソン研究所とは独立して行われた作業で、ルティとチョッキは、恐怖を引き起こす刺激にさらされている間に扁桃体からの電気信号をなんとか記録しました。

興味深いことに、彼らは恐怖を引き起こす刺激に対して反対の方法で応答する2つのタイプのニューロンを発見しました。1つのタイプは活動を増加させ、もう1つのタイプは活動を減少させました。アンダーソンのように、彼らはこれらのニューロンが扁桃体からの恐怖の出力を制御するシーソーを形成していると考え始めていました。

そして、2つのチームが力を合わせて、ルティが研究していた細胞が、アンダーソンの研究室が分離したPKCδ+およびPKCδ-細胞に対応しているかどうかを判断しました。実験の結果は「驚くほど明確」だったとアンダーソン氏は語った。

恐怖を誘発する刺激に直面して活動を低下させた細胞は、PKCδ+ニューロンに明らかに対応していたが、活動を増加させた細胞はPKCδ-ニューロンに対応していた。

「これらの結果は、PKCδ+ニューロンがシーソーの反対側の端にあり、恐怖信号が「押し下げられる」のとは反対の端にあるという仮説を裏付けました。 。

分子生物学と電気生理学の融合により、他の方法では発見できなかった恐怖回路の特性が明らかになったとアンダーソン氏は語った。

「脳の機能的な地理学は世界のそれと同様に組織化されている」と彼は述べた。 「それは大陸、国、州、町と都市、近所と家に分かれています。家はニューロンの異なるタイプに類似しています。以前は、扁桃体をさまざまな町のレベルで、またはせいぜい近所のレベルで解剖することしかできませんでした。現在、これらの新しい遺伝的手法を使用して、ようやく家のレベルに達しました。」

そして、それは、私たちが脳の下位区分内のニューロン間、および下位区分と異なる領域の間に存在するコミュニケーションのネットワークを完全に理解することを可能にするものであると彼は付け加えます。

「これらの研究は全体像のほんの一部に光を当てていますが、それらはその方向への重要なステップです」とアンダーソンは言いました。

出典：カリフォルニア工科大学