投稿者: 概要: 研究者らは、意識のあるラットの脳の 128 領域からの電気信号を同時に測定する方法を開発しました。この技術を使用して、彼らは脳の神経振動に対する幻覚剤、LSD、ケタミンの影響を観察しました。
作用機序が異なるにもかかわらず、両方の薬剤は脳全体に同様の波形を引き起こしました。この同期は、意識と精神病の潜在的な研究モデルを理解するための洞察を提供する可能性があります。
重要な事実:
この研究では、LSDとケタミンは異なる脳受容体に影響を与えるものの、類似した波形を生成し、同期した神経行動を示すことが判明した。
この同期した神経活動は、個々のニューロンの活動よりもサイケデリックな体験との関連性が高い可能性があります。
観察された波形は、精神病や意識の神経基盤を研究するための貴重な研究モデルとして役立つ可能性があります。
出典: ルンド大学
ルンド大学の研究者らは、覚醒しているラットの脳の128領域からの電気信号を同時に測定する技術を開発した。その後、研究者らはその情報を利用して、ラットに幻覚剤を投与したときにニューロンに何が起こるかを測定した。
この結果は、脳のいくつかの領域のニューロン間で予期せぬ同時同期が起こっていることを示しています。
脳内の電気振動を利用して、私たちの経験についてさらに詳しく学べるというアイデアは、数年前に思いつきました。パー・ハルジェ氏と研究チームは、不随意運動に問題があるパーキンソン病のラットを研究していました。
研究者らは、パーキンソン病のラットの脳内で80ヘルツの音（電場の振動または波）を発見した。その波が不随意運動と密接に関係していることが判明した。
「ポーランドの研究者は、ラットに麻酔薬ケタミンを与えた後、同様の波を観察しました。ケタミンはラットに意識がある程度の低用量で投与され、人間に同等の用量を与えるとサイケデリックな体験が引き起こされる。
「彼らが観察した波は、パーキンソン病のラットよりも脳の認知領域が多く、周波数も高かったが、それでもこの2つの現象の間に関連性があるかどうかを検討する必要があった。
「おそらく、脳の運動領域での過剰な脳波は運動症状を引き起こし、認知領域での過剰な脳波は認知症状を引き起こします」と、ルンド大学の神経生理学研究者であるパー・ハルジェ氏は述べています。
ペール・ハルジェ氏が所属する研究チームは、電極を使用して覚醒したラットの脳の128の別々の領域からの振動を同時に測定する方法を開発した。電波は数千のニューロンの活動の蓄積によって引き起こされますが、研究者らは個々のニューロンからの信号を分離することにも成功しました。
「これらの分野のいくつかについては、覚醒している動物において個々のニューロンがLSDによってどのような影響を受けるかを示すことに初めて成功しました。ラットに幻覚物質であるLSDとケタミンを与えると、波がはっきりと記録されました。」
集合的な波形
ケタミンと LSD は脳内の異なる受容体に影響を及ぼしますが、神経系への侵入経路はまったく異なりますが、個々の細胞からの信号が異なっていたとしても、結果として同じ波形が得られました。ラットにLSDを与えたところ、研究者らは脳のあらゆる部分でラットのニューロンが抑制され、シグナル伝達が減少していることを観察した。
ケタミンは、発現が抑制された大きなニューロン（錐体細胞）に対して同様の影響を及ぼしているようですが、組織内の局所的にのみ収集される小さなニューロンである介在ニューロンは、そのシグナル伝達を増加させました。
Pär Halje は、Communication Biology に掲載されたこの研究で見られた結果を、波動現象がサイケデリックな体験に関連していることを意味すると解釈しています。
「ケタミンとLSDによって引き起こされる個々のニューロンの活動はまったく異なるように見えるため、サイケデリックな体験に直接結び付けることはできません。むしろ、サイケデリックな体験と最も強く結びついているのは、この独特の波現象、つまりニューロンが集団的にどのように行動するかであるようです。」
精神病の研究モデル
個々の細胞で起こっていることは興味深いとしても、全体は個々の部分よりも大きく、より刺激的であるとパー・ハルジェ氏は主張します。
「振動は奇妙な動きをします。強い波がどこかで始まり、それが脳の他の部分に広がると考える人もいるかもしれません。
「しかしその代わりに、ニューロンの活動が特別な方法で同期していることが分かりました。脳内の波は、測定可能な脳のすべての部分で基本的に同時に上下します。」
「これは、比較的遅い化学シナプスを介する以外にも波が伝達される方法があることを示唆しています。」
パール・ハルジェ教授は、波が幻覚を引き起こすのか、それとも幻覚の単なる兆候なのかを知るのは難しいと強調する。しかし、これは現在良いモデルが存在しない精神病の研究モデルとして使用できる可能性を開くものである、と彼は主張する。
「精神病がどれほど劇的に現れるかを考えると、測定できる共通のパターンがあるはずです。これまでのところ、そのようなことはありませんでしたが、現在ではラットに非常に特異的な振動パターンが見られ、それを測定できるようになりました。」
波は意識についてさらに明らかにすることができるでしょうか?
また、このモデルが意識の背後にあるメカニズムを探るのに役立ち、測定結果が意識がどのように形作られているかを研究する方法になるかもしれないという夢もあります。
「AIの発展を考慮すると、知能とは何を意味するのか、意識とは何を意味するのかを明確にすることがますます重要になっています。自己認識は自然発生的に起こるものでしょうか、それとも組み込まれなければならないものなのでしょうか?
「今日、私たちはこのことを知りません。なぜなら、私たちの脳の意識に必要な要素が何であるのかがわからないからです。これがエキサイティングな点であり、私たちが見ている同期パターンであり、これが意識の神経基盤を追跡するのに役立つかどうかです」とパー・ハルジェ氏は言います。
この意識と精神薬理学研究ニュースについて
著者: パール・ハルジェ
出典: ルンド大学
連絡先: Pär Halje – ルンド大学
画像: 画像は Neuroscience News にクレジットされています
独自研究: オープンアクセス
Pär Haljeらによる「5-HT2ARおよびNMDARサイケデリックは、ラットの認知-大脳辺縁系皮質-大脳基底核系において同様の超同期状態を誘発する」コミュニケーション生物学
5-HT2ARおよびNMDARサイケデリックは、ラットの認知-大脳辺縁系皮質-大脳基底核系において同様の超同期状態を誘発する
サイケデリックドラッグによって誘発される知覚と認知の重大な変化は、グルタミン酸作動性活性の増加、機能的結合の変化、高周波振動の異常な増加など、いくつかのレベルで作用すると考えられています。
これらの異なるレベルの観察を橋渡しするために、我々はここで、5-HT2ARサイケデリック（LSD、DOI）およびNMDARサイケデリック（ケタミン、PCP）で治療された自由行動するラットで大規模な多重構造記録を実行した。
介在ニューロンと主細胞は、2つのクラスのサイケデリックに対して異なる発火速度変調を示しましたが、局所電場電位は、腹側線条体といくつかの皮質領域における同期した高周波振動の共通のパターンを明らかにしました。
注目すべきことに、構造間の位相差はゼロに近く、<1 ms の遅延に相当します。おそらく、この超同期性は神経系全体の情報の統合に大きな影響を及ぼしており、それがサイケデリック薬物使用中の知覚と認知の変化に大きく寄与していると考えられます。
潜在的に、同様のメカニズムが精神病性障害の幻覚や妄想を誘発する可能性があり、新しい抗精神病薬治療の有望な標的となる可能性がある。
Reference :
