コーヒー1杯の暖かさ

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セロトニン-1A受容体を介したデフォルト・モード・ネットワークの差異ある制御(Hahn et al., PNAS, 2012)

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みなさんこんにちは!

微かに混じり合う教育と心理学とアートを考えていますじんぺーです。

今日も論文を読んでいきます。

  

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早速行きます!

 

セロトニン-1A受容体を介したデフォルト・モード・ネットワークの差異ある制御(Hahn et al., PNAS, 2012)

結論から言うと、2つの独立したアプローチを用いて、局所的な5-HT1A結合は、安静時機能的磁気共鳴画像とロンドン塔課題に対する後頭葉皮質のDMN活動を一貫して予測した。

 

背景

■人間の脳は、特定の作業をしていないときには、デフォルトモードネットワーク(DMN)と呼ばれる一連の領域が活性化されることで特徴づけられるベースライン状態を維持している

・エピソード記憶や心の理論など、内省的なプロセスに関与していると考えられている

・安静時に取得した自発的なBOLD活動は、タスク誘発反応や解剖学的な接続と比較して、同様の接続パターンを示す

・一方、DMNは、認知的に負荷のかかる様々な課題や外部から注意を向けられている間、一貫して非活動化することから発見され

・個人のDMN活動は、課題遂行能力、学習能力、創造性、および個人の感情と関連

■その根底にある神経化学的な調節因子はほとんど知られていない

・5-HT系では、いくつかの受容体サブタイプがDMNとかなりの空間的重複を示している

・主要な抑制性受容体(5-HT1A)は、その二重発現により例外的な役割を果たす

■5-HT1A受容体

・中脳瀬棚核のセロトニン作動性ニューロンの細胞体に存在し、セロトニン作動性神経伝達に対する自己抑制機能を有しているため、5-HT細胞の発火(33, 34)やセロトニン合成(35)の指標となる

・一方、投射領域では、5-HT1Aヘテロ受容体がグルタミン酸ニューロンやGABAニューロンに発現し(36, 37)、これらのニューロンが神経処理に対する血行動態の反応を促進

▶5-HT1Aの局所的な結合と自己抑制的な結合の両方が、DMNの活動の個人差を予測できるかどうかを評価することを目的

 

方法

■参加者:28名の健康な被験者(平均年齢±SD=26.5±6.8歳,17名の女性)

■ポジトロン・エミッション・トモグラフィー(PET)

■MRI

・安静時スキャンとTOLパラダイムを行いながら,MRI測定を受けた

■TOL タスク

・TOLパラダイムは、計画性、空間的作業記憶、問題解決を必要とする認知的に厳しい課題

■分析

・独立変数として,5-HT1A BPND全脳マップと背側帯状疱疹核受容体結合を定義し,それぞれ5-HT1Aによる局所抑制と自己抑制を表す

・DMNを反映したrsfMRIのzマップを従属変数

・背側被蓋核の5-HT1A BPNDは、シナプス後の受容体結合と高い相関があるため(57, 86⇓-88)、局所的な効果と自己抑制的な効果を切り離すことを目的とした

 

結果

■安静時fMRIと5-HT1A結合

・デフォルトモードネットワークは、安静時の自発的なBOLD活動から機能的結合性を解析して評価

・これまでの報告と同様に、機能的結合解析では、後部帯状皮質、後頭前野、内側前頭前野、外側頭頂葉でDMNへの有意な関与が認められた

・一方、海馬の有意な寄与は見られなかった

・5-HT1A受容体結合電位(BPND)は、PETと放射性リガンドである[carbonyl-11C]WAY-100635を用いて推定

▶局所的(すなわちヘテロ受容体)および自己受容体結合を介した5-HT1Aの抑制を反映

・5-HT1Aヘテロ受容体:後頭葉皮質(RSC;R2=0.64、P<0.05、FWE補正済み;図2A)と背内側前頭前野(dmPFC;R2=0.45、P<0.001)で、それぞれ局所的な正と負のDMNの変調が見られた

・一方、5-HT1Aのオートレセプターとヘテロレセプターの結合は、後帯状皮質(PCC)における個々のDMNの寄与を予測したが、その方向は逆

■Tower of London fMRIと5-HT1A結合

・非活動化は主にDMNの後部に見られ、内側前頭前野と島皮質にはあまり見られなかった

・局所的な5-HT1A結合は、RSC(脳梁膨大後部皮質)におけるタスクによる非活性化を予測

■まとめ

・5-HT1Aの自己受容体とヘテロ受容体の両方が、出来事の個人的な重要性を評価する際に働く正中線コアシステム(PCC)の後方部分を制御

・5-HT1Aヘテロ受容体の抑制のみが、記憶に基づく未来の想定(RSC)や自己言及的判断(dmPFC)に関与するDMN部分に影響を与えますが、効果は逆方向

 

コメント

自己受容体とヘテロ受容体、調べながら読んだけど、完璧な理解にはいたらず…どちらも神経伝達物質を抑制するのには変わりないんだろうか…影響の与え方も若干違うみたいだけど、よく分からなかったし。また後で読み返してみる。

 

論文

Hahn, A., Wadsak, W., Windischberger, C., Baldinger, P., Hof̈lich, A. S., Losak, J., Nics, L., Philippe, C., Kranz, G. S., Kraus, C., Mitterhauser, M., Karanikas, G., Kasper, S., & Lanzenberger, R. (2012). Differential modulation of the default mode network via serotonin-1A receptors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109(7), 2619–2624. https://doi.org/10.1073/pnas.1117104109