女性ホルモンが脳内神経回路と行動をオス化する

Estrogen masculinizes neural pathways and sex-specific behaviors.
Wu MV, Manoli DS, Fraser EJ, Coats JK, Tollkuhn J, Honda S, Harada N, Shah NM.
Cell. 2009 Oct 2;139(1):61-72.


性ホルモンは神経回路の発達と性特異的な行動に不可欠である。
オス特異的な行動の発現にはテストステロンとエストロゲンが必要であるが、
その二種類のホルモン経路がどのように協調して働いているのかは明らかではない。

この研究では神経回路の発達とオス特異的な行動へのテストステロンとエストロゲン
の関与について調べている。

この研究を理解するためには『アロマターゼ仮説』に関する知識が必要なため、
以下にその仮説について簡単な説明を加える。

fMRIでみた意志決定の年齢差

Aging and decision making under uncertainty: behavioral and neural evidence for the preservation of decision making in the absence of learning in old age.

Hosseini SM, Rostami M, Yomogida Y, Takahashi M, Tsukiura T, Kawashima R.

Source

Department of Management Science and Technology, Graduate School of Engineering, Tohoku University, Aoba-ku, Sendai, Japan.

Neuroimage. 2010 Oct 1;52(4):1514-20.

   加齢が不確かな状況下での意思決定に影響しているのか、行動と神経学的側面から論じている。
これまでの脳画像研究では、加齢に伴って前頭葉、頭頂葉が急速な割合で萎縮することが報告されている。このことから、認知機能の低下が予測され、高齢者が日常、意思決定する上でのリスクが高くなると考えられるが、年齢による経験値でそのリスクは相殺されている可能性がある。さらに、結果を予測するための情報が与えられている場合には、有利な意思決定が出来ると報告されている。しかし、学習を求められるようなタスク、例えば、刺激と反応の関係性の習得を求められるようなタスクでは、若い人に比べてパフォーマンスが低下するとの報告もある。
 
  本研究は、学習することを求めず、予測情報のみを与えた場合の意思決定の際の、年齢による相違をfMRIと合わせて検証している。

禁煙中の愛煙家は神経可塑性に異常

Neuroplasticity in cigarette smokers is altered under withdrawal and partially restituted by nicotine exposition.
Grundey J, Thirugnanasambandam N, Kaminsky K, Drees A, Skwirba AC, Lang N, Paulus W, Nitsche MA.
J Neurosci. 2012; 32(12): 4156-62.


タバコに含まれるニコチンは、ニコチン性アセチルコリン受容体を介して神経細胞の活動性を増強する。この受容体は神経可塑性に影響して学習・記憶に関与するため、喫煙常習化や禁煙が神経活動を変化させるだろうと言われている。
実際にニコチンを非喫煙者に与えると、一時的な注意力、作業記憶などの向上が見られる。また、喫煙者に禁煙させるとそれらが増悪し、ニコチンを与えると能力が改善するという。
これらの知識は、一見するとニコチンは良い作用を及ぼしていると見えそうだが、ニコチンの依存性に寄与するメカニズムではないかと考えられてもいる。

本研究ではそのメカニズムを解明するために、禁煙させた喫煙常習者（以下、愛煙家とする）の神経可塑性に対するニコチンの影響を、2種類の方法で検討している。

喫煙は脳BOLD信号を増強させる

Chronic smoking and the BOLD response to a visual activation task and a breath hold task in patients with schizophrenia and healthy controls.

Friedman L, Turner JA, Stern H, Mathalon DH, Trondsen LC, Potkin SG.

Neuroimage. 2008 Apr 15;40(3):1181-94.

長期間の喫煙がBOLD信号に与える影響についての報告。

脳機能を画像的に評価する方法で、いま一番使われているのは機能的MRI（functional MRI, fMRI)である。

この手法は、組織のヘモグロビン（血色素）濃度の変動を調べることで、直接観察しにくいヒトの脳活動を間接的に評価する。

その理論的背景には、神経活動は近傍の組織の血流変動を伴うという原則がある。指を動かせば指の運動を司る領域で、画像を注視すれば視覚に関連した領域で、それぞれ神経細胞が最寄りの血管を拡張させて血流を増やすので、組織中ヘモグロビン濃度の変化をもたらすとされている。

嗅覚の異常は不安の原因

Olfactory deficits cause anxiety-like behaviors in mice
Glinka ME, Samuels BA, Diodato A, Teillon J, Feng Mei D, Shykind BM, Hen R, Fleischmann A
J Neurosci. 2012 May 9;32(19):6718-25.

不安症状と言うのは様々な感覚刺激が引き金となって誘発されるが、一方で感覚をなくすことが不安にどのような影響を及ぼすのかはあまり分かっていない。

この論文は遺伝子改変マウスを使い、嗅上皮からの匂いの伝達がおかしくなると不安様行動が増加することを見つけたもの。

いわゆる「普通の匂い物質」と「フェロモン」は、鼻の中でも異なる場所で感じ取っている。匂い物質の情報は嗅上皮（MOE）から脳の主嗅球へ伝達され、フェロモンの情報は鋤鼻器（VNO）から脳の副嗅球へ伝達される。

神経細胞は記憶の記録係

Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall.

Liu X, Ramirez S, Pang PT, Puryear CB, Govindarajan A, Deisseroth K, Tonegawa S.

Nature. 2012 Mar 22;484(7394):381-5.

この研究では学習時に活性化した神経細胞を再び刺激することで学習内容を呼び起こすことができるかどうかを調べている。


これまで、学習時に活性化した神経細胞を特異的に再刺激することが困難であったが、最先端の遺伝子工学の技術を応用することでこの問題を解決した。

体外離脱体験は突然に

いつもの抄読会のあと、Unknownさんが取り出したのはヘッドマウントディスプレイとUSBウェブカメラ。

「今日はこれで例の記事の実験を体験してみましょう」とのこと。

*********************
Nature ダイジェストに載って、面白そうなのでやってみようということになった例の記事とはこちら。
Out-of-body experience: Master of illusion.
Yong E.
Nature. 2011 Dec 7;480(7376):168-70.

上の記事はあくまで研究紹介である。この中でサイエンスライターのYongがストックホルムの神経科学者Ehrssonらの成果を紹介していた。

我々が研究室で試した実験は、代表的なこちらの論文に載ったもの。
The experimental induction of out-of-body experiences.
Ehrsson HH.
Science. 2007 Aug 24;317(5841):1048.

そしてこの実験を端的に言えば、「体外（幽体）離脱体験」である。