月経周期は脳を「再形成」することができるのでしょうか?

エルマ・ジャシムさんは最近大学を卒業し、秋から医学部に入学することを楽しみにしています。しかし彼女は、月経周期中の気分の変動と、それが多忙な学業スケジュールに深刻な支障をきたすのではないかとも心配している。

「生理が始まる2、3日前になると、感情が薄れ、悲しくもなくなり、興奮もしなくなるような気がします」とジャヒームさんは言う。ジャシムさんの生理が始まると、この感情の安定期により、彼女は些細な感情刺激に対しても敏感になります。 「仕事でほんの少しのミスでもすると、パニックに陥りそうになります。」

彼女の脳内で何が起こってこれらの感情が引き起こされたのかは正確には不明です。しかし、性ホルモンが脳の特定の領域にどのような変化をもたらすかを視覚化する技術は進歩している。ラットや他の哺乳類を対象としたこれまでの研究では、特定の脳領域の容積が、女性の性と生殖の発達に必要なホルモンであるエストロゲンに反応して変化する可能性があることが示されています[1][2]。しかし、この強力なホルモンが人間の女性の脳の構造を変えるかどうかはまだ分からない。

© ジョージ・ワイルソル

最近行われた女性の脳の新たなMRIスキャンにより、月経周期（妊娠に備えて性ホルモンが増減する29日間の期間）中の性ホルモンの増減が、感情、記憶、行動、情報伝達の効率を制御する脳の領域を劇的に変化させることが明らかになった。 「成人の脳がいかに急速に変化するかは驚くべきことです」と、ドイツのライプツィヒにあるマックス・プランク人間認知・脳科学研究所の精神科医で神経科学者であり、研究の一つを率いたジュリア・ザッハー氏は言う[3]。

イリノイ州エバンストンのノースウェスタン大学の神経生物学者キャサリン・ウーリー氏は、ほとんどの女性が30～40年の間に450回近くの月経周期を経験するため、月経周期中の脳の変化は特に注目に値すると指摘している。[4]ウーリー氏によると、これらの研究の強みは、脳画像検査とホルモン測定が月経周期中の同じ被験者に対して行われたことだという。 「これらの研究を通じて、これらのホルモンが脳の形態的、機能的構造の形成にどれほど大きな影響力を持っているかが分かりました」とカリフォルニア大学サンタバーバラ校の神経科学者エミリー・ジェイコブス氏は語った。

ホルモンは月経周期を左右する

月経周期は 25 ～ 30 日ごとに繰り返され、「生理」、つまり子宮内膜が剥がれることから始まります。血液中のエストロゲン濃度は周期の初めに最も低くなりますが、その後数週間で劇的に上昇します。まず、エストロゲンのレベルが上昇し、子宮内膜の成長を促す信号が送られます。その後、エストロゲンのレベルが低下し、卵巣から卵子が放出され、月経周期の中間点を迎えます。

この後、卵子の受精に備えて子宮内膜を準備するため、プロゲステロンとエストロゲンのレベルが約 7 日間再び上昇します。妊娠が起こらない場合は、エストロゲンとプロゲステロンの両方のレベルが低下し、月経出血が引き起こされます。月経周期はホルモンレベルの明確な変動によって引き起こされますが、テストステロンやコルチゾールなどの他のホルモンも周期的に変動し、夜明け前に上昇し、夕方に低下します。[5]これらの毎日のリズムは男女ともに発生します[6]。

エストロゲンは脳の認知領域を刺激する

脳はニューロンと呼ばれる細胞の密集した塊で構成されており、それぞれのニューロンは小さな木のように見えます。灰白質は、ニューロンと樹状突起と呼ばれるニューロンの短い枝を含む脳組織の外層です。樹状突起上の葉のような突起は樹状突起棘と呼ばれます。軸索と呼ばれるニューロンの根は、脳の白質にまとめられています。灰白質は感情、学習、記憶の調節を担っています。一方、脳組織のより深いところにある白質は、情報を交換し、異なる灰白質領域を接続する役割を担っています。

女性ホルモンに反応する脳の領域が初めて発見されたのは、約30年前です。 1990年、ウーリーは偶然、エストロゲンがラットの脳の海馬の樹状突起棘の密度を調節していることを発見した[7]。 「それは非常に驚くべき結果で、この分野でかなりの懐疑論を引き起こしました」とウーリー氏は回想する。「当時、エストロゲンは生殖ホルモンのみであり、海馬のような認知脳領域には影響しないと考えられていたからです。」海馬は脳の認知中枢で、灰白質と白質の両方を含み、耳の後ろの脳の奥深くに埋もれた小さな湾曲した構造で、性ホルモン受容体が密集した領域です。

海馬は成人の脳の中で容積の変化に最も敏感な領域でもあります。

後年になってジャグリングをしたり、ロンドンのタクシー運転手の試験に合格するために地図を暗記したりするなど、新しいスキルを習得すると、海馬が成長する可能性があります。一方、海馬の萎縮は認知症、特にアルツハイマー病の初期症状である可能性がある[8]。ウーリーの画期的な発見以来、科学者たちは閉経により脳の特定の部分の灰白質の容積が減少することを知った。しかし、この研究は、ある時点でのボランティアの脳のスナップショット観察に限られていました。科学者たちは、性ホルモンの毎月の増減中に成人の脳が変化するかどうかを知りたいと考えました。

「非常に正確に測定できるでしょうか？ 一人の人間の脳を30回、50回、100回測定できるでしょうか？」ジェイコブスは考えた。このことがきっかけで、ジェイコブス氏のチームの科学者の一人が、2020年に丸1か月間、24時間ごとに自分の脳をスキャンした。「彼女は神経科学界のマリー・キュリーのような存在です」とジェイコブス氏は語った。ジェイコブス氏のチームは、女性の脳スキャン30回分から、性ホルモンが海馬を改造し、脳のつながりを再編成したことを発見した。

しかし、月経周期中のホルモン変動がどれだけ早くこれを達成するかは不明である[9]。この疑問に答えるため、ライプツィヒとサンタバーバラの科学者らは、2つの無関係な研究のために、月経周期の複数の時点で50人以上の女性の脳をスキャンした。

脳領域の厚さは月経周期中に変動する

ネイチャー・メンタル・ヘルス誌[10]に掲載された研究で、ジュリア・ザッハーと彼女のチームは超音波を使用して27人の女性ボランティアの排卵の正確な時期を決定しました。これにより、被験者の月経周期の6つの正確な時点で血液サンプルを採取することができ、それが排卵や血液中のホルモンレベルと相関関係にあることがわかった。

その後、研究者らは超高磁場MRIを使用して、6つの特定の時点で27人の女性の脳をスキャンした。臨床で一般的に使用されているものよりも強力なこのMRI技術を使用することで、サッチャー氏のチームは、これまでは剖検中に脳を直接スライスすることによってのみ可能であった、生きた脳の高解像度画像を取得することができる。

海馬は非常に小さな構造であるが、ザッハー氏のチームは月経周期中に海馬のさまざまな領域で起こる一連の協調的な変化を観察することができた。エストロゲンのレベルが上昇し、プロゲステロンのレベルが低下すると、海馬の外層が厚くなり、灰白質が拡大します。しかし、プロゲステロンというホルモンのレベルが上昇すると、記憶に関わる領域が拡大します。まだ査読を受けていない別の研究では、排卵期、月経期、その間の期間に30人のボランティアの脳をスキャンした。

研究では、ホルモンの影響下では灰白質の厚さが変動するだけでなく、白質の構造特性も変化することが判明した。 「灰白質を測定したところ、ホルモンの変動に合わせて変化していることがわかりました」と、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の研究者であるエリザベス・リザー氏は語った。彼女は、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の神経科学者であるヴィクトリア・バベンコとともにこの研究を共同で主導した。この研究は、ホルモンの変動によって引き起こされる白質の変化が、脳のさまざまな部分間での情報伝達の効率化につながる可能性があることを示唆している[11]。

「こうした変化は非常に広範囲に及んでおり、灰白質だけでなく、領域間や白質経路間の調整を担う脳領域にも影響を及ぼしている」とバベンコ氏は述べた。しかし、これらの研究で観察された脳領域の体積や厚さの変化は、まだ特定の脳機能と関連付けられていません。研究は、月経周期中のホルモンの変動に応じて脳の特定の領域が変化する可能性があることを示唆しているが、科学者らは、研究は記憶や認知が影響を受けることを意味するものではないと警告している。

「特定の脳機能やプロセスにとって、大きい方が優れていると想定することはできない」とウーリー氏は言う。また、この研究では、量の変化が女性が生理中に経験するさまざまな感情的および認知的症状と関連しているかどうかも明らかにされていない。実際、これらの研究には、これらの症状を一切報告していない健康な女性のみが含まれていました。ジェイコブス氏は、女性特有の神経科学のニーズを研究するために、さらなる試験が早急に必要だと述べた。

「私たちの脳内では実際に構造的な変化が起こっており、それが気分の浮き沈みなどに関係している可能性がある」とジャシム氏は語った。アルツハイマー病症例の70％、うつ病症例の65％は女性であるにもかかわらず、脳画像研究で女性が対象となっているのはわずか0.5％程度である[12]。

この不均衡は医薬品の承認においても依然として存在しています。例えば、米国食品医薬品局（FDA）は最近、早期アルツハイマー病の治療薬としてレカネマブ-IRMBを承認しましたが、女性では疾患修飾効果がない可能性があります。 「女性の健康において、脳を主要な焦点に据える時が来ている」とサヘル氏は語った。

サンジェイ・ミシュラ

天ぷら

校正/ウサギの軽い足音

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