成人になっても、脳は新しいニューロンを作ることができる。しかし、このまれに生まれる新しいニューロンは、認知機能にどのように貢献しているのだろうか。
ニューロンは脳機能を司る細胞であり、人は生涯持つことになるニューロンのほとんどを生まれた時から持っている。脳は早期の人生で最も発達するが、脳の特定の領域は成人期を通じて新しいニューロンを生成し続ける。ただし、その生成率は大幅に低い。この神経新生のプロセスが実際に成人で起こるのか、そして脳でどのような機能を果たすのかについては、科学者の間でまだ議論が続いている。
過去の研究では、てんかんやアルツハイマー病、その他の認知症を持つ人々は、これらの症状のない人々と比べて、成人期に生成されるニューロンが少ないことが示されている。しかし、新しいニューロンの不足が、これらの神経疾患を持つ患者が直面する認知的課題に寄与しているかどうかは不明である。
私たちは幹細胞研究者、神経科学者、神経内科医、脳神経外科医、神経心理学者からなるチームの一員である。私たちの新しく発表された研究は、成人の脳で形成される新しいニューロンが、他者の話を聞くことからの学習にどのように関連しているかを明らかにしている。
新しいニューロンと学習
研究者たちは、新しいニューロンがマウスの記憶と学習に貢献することを知っている。しかし人間の場合、成人の脳における新しいニューロンの同定と分析の技術的課題に加え、その希少性から、科学者たちは脳機能への重要性を疑問視していた。
成人の神経新生と認知機能の関係を解明するため、私たちは薬剤耐性てんかんの患者を研究した。これらの患者は発作を治療するための外科手術の前に認知評価を受け、手術中に脳組織を提供した。新しいニューロンの数が特定の認知機能と関連しているかどうかを確認するため、私たちは顕微鏡で神経新生のマーカーを探した。
私たちは、成人の脳における新しいニューロンが認知機能の低下、特に言語による学習、つまり他者の話を聞くことによる学習の低下を抑制することに関連していることを発見した。
これは私たちにとって非常に驚くべき発見であった。マウスでは、新しいニューロンは視覚的探索を通じて新しい空間を学習し、ナビゲートすることに役立つことが知られている。しかし、人間では新しいニューロンと空間学習の間に同様の関連性は観察されなかった。
認知機能の改善
他者との会話とその会話を記憶することは、多くの人々の日常生活に不可欠な部分である。しかし、この重要な認知機能は加齢とともに低下し、神経疾患ではその影響がより深刻になる。高齢化が進む中、認知機能の低下が世界中の医療システムに及ぼす負担は増加するだろう。
私たちの研究は、新生ニューロンと言語学習の関連が、人々の認知機能を回復する治療法開発の基礎となる可能性があることを示唆している。新しいニューロンの生成を促進することは、加齢やてんかん、認知症の人々の脳の健康を改善し、認知機能を回復させる潜在的な戦略となりうる。しかし現時点では、これらはただの目標であり、将来の治療法の実現までには長い道のりがある。
重要なことは、新しいニューロンがマウスと人間で異なる機能を持つという私たちの発見が、神経新生のような生物学的機能を可能な限り人間で研究することの重要性を強調していることである。これにより、マウスなどの動物モデルで行われる研究が人々に関連し、臨床に応用できることを確実にする。
現在のてんかん治療薬は、主に発作の軽減を目的としており、患者が経験する認知機能の低下への対応は限定的である。患者の認知機能の改善を目指し、私たちは有酸素運動を通じて新しいニューロンの生成と認知機能を促進することに焦点を当てた臨床試験を開始した。現在、研究の安全性を確立することを目的とした第1相臨床試験の初期段階にある。これまでに2名の患者が安全に研究を完了している。私たちはさらに8名の患者を募集して運動を行い、この段階を完了する計画である。
研究室での基礎科学と人々における臨床研究を組み合わせることで、脳の再生についての理解を深めることができ、生涯を通じた脳の健康をサポートすることができるかもしれない。
