不安な脳の神経コードを解明する
科学者たちは初めて、数日間にわたって変動する深部脳のパターンを測定しました。彼らは、不安な人々の気分の落ち込みの神経サインを垣間見ました。
不安やうつ病などの神経精神医学的状態についての私たちの理解は、何年にもわたって飛躍的に進歩しましたが、私たちの知識にはまだ大きなギャップがあります。
宇宙で最も複雑な構造の内部の仕組みを解読しようとすると、困難を伴うことになります。
まだ魔法に近いように見えるプロセスの中で、私たちの知覚、自己の感覚、そして私たちの感情は、1つの経験、つまり意識に織り込まれています。これは、ニューロン間の何兆もの接続の結果です。
長年の研究により、さまざまな脳領域の役割が明らかになりました。たとえば、海馬は記憶にとって重要であり、扁桃体は感情の処理に関与していることがわかっています。
しかし、どの領域が特定の活動に関連しているのかを特定するだけでは、脳がそのような鮮やかなスペクトルの経験や感情をどのように生み出すのかを深く理解することはできません。
気分の複雑さを掘り下げる
誰もが感情的な浮き沈みを経験します。一部の人々にとって、変動は非常に深刻であり、彼らの生活は著しく混乱する可能性があります。これは気分を研究の重要なトピックにします。
不安障害は、米国で推定4,000万人の成人に影響を及ぼしており、たとえば2016年には、1,600万人を超える米国の成人が少なくとも1つの大うつ病エピソードを経験しました。
MRIスキャンやその他の画像技術を使用することで、科学者は脳を新たに詳細に観察できるようになりました。
参加者がデバイスの小さなトンネルに静止しているとき、研究者は感情的に帯電した刺激を提示し、感情がポジティブからネガティブに変化するときに脳がどのように反応するかを観察できます。
これらの研究は私たちの脳の内部の働きについての情報を解き放ちましたが、MRIスキャナーの中に横たわることは人が得ることができる限り実際の生活から遠く離れています。
最近、そして初めて、研究者は実際の状況で気分の神経相関を測定する実験を設計しました。
神経科学者のEdwardChang博士と、精神科医および神経科学者のVikaasSohal博士がチームを率いました。どちらもカリフォルニア大学サンフランシスコワイル神経科学研究所の会員です。
脳活動をリアルタイムで測定
人間の脳の分刻みの働きを観察するには、ユニークな参加者グループが必要でした。
研究者たちは、脳の表面といくつかのより深い構造内にすでに40〜70個の電極が埋め込まれているてんかんの21人を募集しました。
参加者は、発作の原因となる脳の部分を取り除く手術の準備として電極を受け取りました。
これらのインプラントにより、科学者は7〜10日間の脳活動をグラフ化することができました。この間、参加者はタブレットベースのアンケートを使用して気分の変化を記録しました。
このようにして、科学者は、研究の筆頭著者であるLowry Kirkby、Ph.D。が設計したアルゴリズムを使用して、気分の変化を脳の活動と関連付けることができました。グループの調査結果は本日ジャーナルに掲載されました 細胞.
固有のコヒーレンスネットワーク
気分日記を研究する前に、科学者たちは脳のデータを精査し、本質的なコヒーレンスネットワークを探しました。
これらのネットワークは、同時にアクティブになる傾向がある脳領域のグループです。科学者は、この協調的な活動を、地域が協力してコミュニケーションしていることを意味すると考えています。
科学者が21人の参加者全員からのデータを比較したとき、彼らは同じ頻度で定期的に一緒に発火する脳領域のさまざまな「クリーク」を見つけました。
参加者のうち13人では、1つのクリークが特に活発でした。このグループの以前の評価は、彼ら全員が比較的高いレベルの不安を経験したことを示していました。
データは、このクリークがアクティブであるとき、それが気分の落ち込みの感情と相関していることを示しました。
具体的には、研究者らは海馬と扁桃体の複合活動を観察しました。活動はベータ波で構成され、それは科学者が以前に不安な思考にリンクしていたリズムを形成しました。
グループの脳活動にそのような明確なパターンを見つけたので、研究者たちはびっくりしました。
「このような大勢の人々の抑うつ気分の発作をほぼ完全に説明している単一の信号を特定したことには、非常に驚きました。」
ヴィカアス・ソハル博士
ほんの始まり
この調査はこの一連の調査の始まりを示したので、このような明らかに明確なパターンに早い段階で遭遇することは歓迎されました。 Sohal博士が言うように、「このような強力で有益なバイオマーカーを見つけることは、プロジェクトのこの段階で私たちが期待していた以上のものでした。」
13人の参加者で特徴的な脳活動を発見したことは、そのような顕著な不安を持っていなかった他の参加者に脳活動がないことに気付くのと同じくらい驚くべきことでした。
これらの調査結果は、不安になりがちな人々が感情的な情報を処理するさまざまな方法についての手がかりを提供する可能性があります。
「これらの脳構造について私たちが知っていることに基づいて、これは扁桃体と海馬の間の相互作用が感情的な記憶の想起に関連している可能性があり、この経路は不安のレベルが高い人々に特に強く、その気分が大きく影響を受ける可能性があることを示唆しています感情に満ちた記憶を思い出すことによって」とSohal博士は言います。
さらに多くの作業が続きますが、Sohal博士はすでに結果に興奮しています。彼は次のように説明しています。「精神科医として、患者が落ち込んだときに何を経験しているのかを理解するのに役立つ概念的なフレームワークを患者に提供できるようになり始めたことは非常に満足です。」
この作業は、高度な診断にも役立つ可能性があります。チャン博士は、「この調査結果は、特定の脳領域が気分障害にどのように寄与するかを理解する上で科学的な意味を持ちますが、これらの障害を治療するために設計された新技術に使用できるバイオマーカーを特定するための実際的な意味もあります。」
