アルツハイマー病に伴う記憶喪失の新たな治療法に道を開く発見
ジョンズ・ホプキンス医学研究所の神経科学者チームは、先進的な脳イメージング技術を用いて、マウスの特定の記憶回路を再活性化することに成功しました。この研究により、マウスは実際には存在しない避難場所を探す行動を示しました。この研究結果は、2024年9月27日付の科学雑誌Nature Neuroscienceに発表され、「Dopamine-Mediated Formation of a Memory Module in the Nucleus Accumbens for Goal-Directed Navigation（ドーパミンを介した目標指向型ナビゲーションのための記憶モジュール形成）」というオープンアクセス論文として公開されています。この発見は、哺乳類の脳における記憶の構造を理解する上で重要な進展をもたらし、アルツハイマー病などの神経変性疾患による記憶喪失を予防または遅延させる新たな方法を示唆しています。
記憶回路の再活性化に成功
研究チームは、マウスの脳内で2つの領域、すなわちドーパミン依存の行動を中継する「快感中枢」である側坐核と防御行動を司る背側中脳水道灰白質（dPAG）を刺激することで、空間記憶を再活性化しました。この刺激により、マウスは避難行動を示しましたが、実際の避難場所は存在しませんでした。
研究の責任者であるジョンズ・ホプキンス大学医学部の神経科学准教授、ヒョンベ・クォン博士（Hyungbae Kwon, PhD）は次のように述べています。「脳内の記憶回路を人工的に再活性化することで、恐怖刺激がなくても、マウスが以前自然に行った避難行動を引き起こすことができます。」
新たな脳の記憶マッピング技術
この研究では、記憶が脳内でどのように構造化されているかを探るため、研究者たちは「Cal-light」と呼ばれる光活性化遺伝子発現スイッチング技術を使用しました。この技術は、特定の記憶機能を選択的にタグ付けし、細胞レベルで記憶をマッピングすることを可能にします。この手法を用いて、研究者たちは避難行動に関連する記憶ニューロンを特定し、それを再活性化させることに成功しました。
マウス実験から得られた洞察
実験では、まずマウスを避難場所付きのボックス内で探索させ、視覚的手がかりを基に空間記憶を形成させました。その後、視覚または聴覚の脅威信号を追加し、避難行動を誘発しました。研究者たちはこの記憶回路を特定した後、側坐核やdPAGのニューロンを個別に活性化させ、避難行動を再現できるか検証しました。その結果、側坐核のみの活性化では避難行動が誘発されず、dPAGの活性化ではランダムな行動が見られる一方、両者を同時に活性化することで正確な避難行動が再現されました。
アルツハイマー病への応用可能性
クォン博士は、「記憶のマクロレベルの構造を理解すれば、この手法を用いて神経変性疾患を予防または遅延させるより効果的な戦略を開発できるかもしれません」と述べています。この研究は、アルツハイマー病患者の記憶回路を再活性化または再構築するための基盤を提供する可能性があります。
研究チームは、記憶に関連する他の脳領域のニューロンを選択的にタグ付けし、異なる特定の行動を導く記憶回路の全体像を理解することを目指しています。
