主要な脳領域は中毒において重要な役割を果たします
新しい研究によると、科学者が主に運動制御に関与していると考えた人間の脳の大部分である小脳は、報酬を求める行動や社会的行動において重要な役割を果たす可能性があります。調査結果は、中毒を治療するための将来の治療法を知らせるのに役立つかもしれません。
最近の研究は、動きに加えて、脳の小脳が言語、学習、注意などの認知機能の制御にも役立つ可能性があるという事実を示唆しています。
現在、ニューヨークのブロンクスにあるアルバートアインシュタイン医科大学の科学者たちは、この分野が報酬処理と依存症も規制する可能性があることを示唆しています。
アインシュタインのドミニク・P・プルプラ神経科学部の教授兼議長であるカムラン・コダカ博士が新しい研究を主導しました。科学者たちはマウスで研究を行った。
Khodakhah教授と彼のチームは彼らの結果をジャーナルに発表しました 理科。アインシュタインの博士研究員であるイラリア・カータとクリストファー・チェン博士は、どちらもこの論文の最初の著者です。
なぜ小脳を研究するのですか？
Khodakhah教授と彼の同僚は、依存症と社会的相互作用における小脳の役割を示唆する最近の研究によって、彼らの研究努力を促されました。
たとえば、いくつかの研究では、中毒性のある行動、自閉症スペクトラム障害（ASD）、認知情動症候群、統合失調症の人では小脳が適切に機能しないことがわかっています。
他のMRI研究では、依存症のある人の小脳は、注射器の画像など、依存症に関連する刺激に反応して多動性であることが示されています。
「小脳が動きを制御することをはるかに超えたという考えは、多くの懐疑論に直面しました。そして、小脳がドーパミン放出にどのように影響するかについて、誰も本当の手がかりを持っていませんでした。」
科学者たちは、報酬を求める行動における重要な役割のために、ドーパミンを「性別、薬物、ロックンロール」神経伝達物質と呼んでいます。人間（または霊長類）が楽しい報酬を受け取ると、それが学習プロセスの最後であろうとレクリエーション目的であろうと、彼らの体はホルモンを放出します。
科学者が報酬処理に関与している別の脳領域は、いわゆる腹側被蓋野（VTA）です。したがって、現在の研究では、科学者たちは、小脳のニューロンがドーパミンの放出に関与するVTAニューロンと何らかの形で通信するだろうと仮説を立てました。
光を使ってマウスのニューロンを研究する
科学者たちは、光遺伝学を使用して仮説を検証しました。光遺伝学は、科学者がニューロンを遺伝子組み換えして光に反応する技術です。
遺伝的に光感受性を誘発することにより、研究者たちは小脳のニューロンの軸索を選択的に活性化することができた。そうすることで、彼らはVTAのニューロンがどのように影響を受けるかを見たいと思っていました。
VTAニューロンの3分の1は、軸索の刺激に応答して発火し、小脳のニューロンがVTAのニューロンと通信していることを証明しています。
次に、科学者たちは、この介在ニューロンのコミュニケーションが報酬を求める行動にどのように影響したかを知りたがっていました。この側面を調べるために、研究者たちはマウスで一連の実験を行いました。
小脳が報酬探索にどのように影響するか
最初の実験では、げっ歯類は部屋の四隅すべてを自由に探索できましたが、特定の1つの隅に到達すると、研究者は光遺伝学を使用してげっ歯類の小脳ニューロンを刺激しました。
科学者たちは、刺激が楽しいものであれば、げっ歯類はやりがいのある行動を求め続けるだろう、つまり、楽しい刺激を受けたコーナーに繰り返し戻るだろうと仮説を立てました。
チームが予想したように、刺激されたげっ歯類は、対照マウスよりも頻繁に同じコーナーに戻ることを選択しました。
次に、小脳ニューロンの軸索を刺激することが中毒に関与していることを確認するために、研究者らは、明るく照らされた領域でこれらの軸索の楽しい刺激を受けるようにマウスを調整しました。
通常、マウスは明るい光を避け、捕食者を避けることができる暗闇でより快適に感じる傾向があります。しかし、この最後の実験では、楽しい刺激のために、彼らは通常の好みに逆らうことを選びました。
「通常、マウスは明るい領域を避けますが、報酬を得たことを覚えているので、今では優先的に光に向かって走りました[…]これは、小脳が習慣性の行動に役割を果たすことを示唆しています。」
KamranKhodakhah教授
小脳は社会的行動の鍵でもあります
別の実験では、小脳軸索とVTAニューロンの間の経路も社会的行動に関与していることが明らかになりました。
研究者たちは、3つのチャンバーを備えた箱にマウスを入れました。げっ歯類は、オブジェクト、別のマウスと対話するか、空の領域に一人でいるかを選択できました。
彼らが社会的に相互作用することを選択したとき、小脳軸索-VTAニューロン経路が最も活発でした。しかし、科学者がこの神経経路を沈黙させるために光遺伝学を使用したとき、げっ歯類は単独であるか、無生物と相互作用することを選択しました。
この結果は、小脳軸索-VTAニューロン経路がASDの人々では機能不全である可能性があることを研究者に示唆しました。
「私たちのデータは、報酬処理と社会的行動の制御における小脳の役割をサポートしています」と著者は結論付けています。
「この[…]経路は、少なくとも部分的に、小脳と習慣性行動との関連を説明し、他の動機付けられた社会的行動における小脳の役割の基礎を提供する可能性があることを提案します。」
