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睡眠中の脳内の「新生ニューロン」の活動を観察―大人のマウス使って成功、世界初の成果:筑波大学ほか

(2020年6月4日発表)

 筑波大学と東京大学の共同研究グループは64日、睡眠中の大人のマウスの脳内で「新生ニューロン」が活動する様子を観察することに成功したと発表した。

 新生ニューロンは、大人になった人間や動物の脳で僅かに再生されている神経細胞(ニューロン)のこと。その新生ニューロンの睡眠中の活動を観察したのはこれが世界で初めてという。

 ヒトの体内の多くの臓器には、細胞が毎日生まれ変わる再生能力がある。しかし、脳は例外で、大人の脳では病気や事故で失われた神経細胞は二度と再生しない。このためアルツハイマー病やパーキンソン病といった神経性疾患や脳卒中などの治癒を非常に難しくしている。

 ところが、最近の研究で、記憶に関わる脳内の海馬(かいば)という部位では大人になっても、ごく少ない数の神経細胞が毎日新たに再生されていることが分かってきた。この再生された新生ニューロンは、2カ月程度で完全な神経細胞に成長する。

 そこで、大人の脳内に残るこの僅かな再生能力を上手く利用することで障害を受けた脳機能を回復させようという研究が近年内外で進んでいる。

 そうした研究を促進するには、脳内で新生ニューロンが睡眠中にどのような活動をしているのかを解明することが必要で、今回それを調べた。

 取り組んだのは、筑波大国際統合睡眠医科学研究機構のディペンドラ・クマール研究員、坂口昌徳准教授らと東大医学系研究科の菅谷佑樹助教らのグループ。

 観察は、超小型の脳内視鏡で行い、マウスに恐怖を経験させその後の睡眠中の新生ニューロンの活動にどのような変化が起こるかを調べた。その結果、特に怖い経験をした時に活動した新生ニューロンが、その後のレム睡眠(浅い眠り)の時に再活動するということを発見した。このことは、ヒトがレム睡眠の時に夢を見るのに関連していると見ている。

 そこで更に、新生ニューロンの活動を光刺激によりピンポイントで操作する新たな技術を開発し、レム睡眠中の活動を人工的に操作して記憶の定着を調べた。

 すると、マウスはあたかも怖い記憶を忘れたかのように振る舞うようになり、そのような機能を示すのは新生ニューロンの中でも特定の成長段階にあるものだけに限定され、生まれた直後や完全に成長しきった新生ニューロンでは見られないことが分かった。

 大人の脳の再生能力を高める方法を見つけることができれば、アルツハイマー病などニューロンが失われる病気の新しい治療法を開発できるのではと研究グループは期待をかけている。