大脳皮質内の神経回路形成の重要なメカニズムを解明

大阪大学は6月30日、長年不明であった大脳皮質内の神経回路形成の重要なメカニズムを解明したと発表した。大麻(マリファナ)の有効成分であるカンナビノイドが、大脳皮質神経回路の破綻をきたすことがわかったとしている。これは、同大学大学院医学系研究科解剖学講座(分子神経科学)の木村文隆准教授を中心とする研究グループによるもの。研究結果は、米国科学誌「Journal of Neuroscience」オンライン版に6月29日付けで搭載された。

これまで、神経回路の形成や精緻化にはシナプス前後の活動が大きな影響を及ぼすことが知られていたが、具体的にシナプス前後のどのような活動がどのようにして形態変化をもたらすのかはわかっていなかった。特に視床から大脳皮質への投射の形成ではより複雑で、未熟な大脳皮質に一旦広く投射ができた後、大脳皮質の成長に伴って、不要な投射が削られ、正しい投射先が残っていくというように2段階に進むが、そのメカニズムは不明だった。

研究グループは、視床~皮質投射ができる時、最初はシナプス前後(視床細胞と大脳皮質細胞)の同期した活動によってシナプスが強化され、広い範囲に投射が伸びたあと一部の投射先を除いて今度は同期した活動がシナプスを弱化されるというルールに変化し、余計な投射が刈り込まれ整然とした投射ができることを見出した。

また、このシナプス弱化時には同期した活動によって神経細胞からカンナビノイドが放出されること、さらに放出されたカンナビノイドによって不要な神経投射が退縮することがわかった。今回の研究成果により、神経回路形成のメカニズムの理解がさらに進むこと、脳損傷や認知症の治療薬につながる可能性も考えられるとしている。大麻摂取が脳の正常な発達に障害を与えることを科学的に証明したことから、大麻や危険ドラッグの乱用啓発にも貢献が期待されると、研究グループは述べている。

当院においても神経伝達のメカニズムを問われた際、分かり易くシナプス前後の発火の理論を花火に例えて説明していたが、脳のホムンクルの位置決定も正に花火のようであり、私の今まで患者にしていた説明が的を得ていたと喜んでいる。ドン~となった花火の投射がだんだん消えていく美しさと、大脳皮質の投射先の位置決定は似ている。私が花火職人だったら、ドーンと明るく上がった色とりどりの火花がホムンクルの形に残る花火を作ってみたい!ちとマニアック過ぎるか!?