薬物中毒が私の脳内で狂ったように暴走しているのに、意志の力でそれを止めろと言うのですか?ブレーキを取り付けると役立つかもしれない

著者: プロジェクトライライチーム (中国科学院深圳先進技術研究所、杜創科技)

この記事はサイエンスアカデミー公式アカウント（ID: kexuedayuan）から引用したものです。

薬物を摂取するのは本当に快楽のためだけなのでしょうか?強い意志力だけで薬物をやめることはできるのでしょうか？

考えすぎると...薬物は脳内の神経回路を変えてしまう可能性があります。強烈な腐食の下では、薬物摂取への衝動は全く抑えられません！

現在、スタンフォード大学の研究者らは、麻薬中毒者の脳に人工的に「ブレーキ」をかける方法を発見したと示唆している。

薬物乱用で「宅配業者の兄弟」はドーパミンを失う

人間の脳には何千億もの神経細胞が含まれています。私たちが食事をしたり眠ったりする能力、そして締め切りに追われる恐怖を感じる能力はすべて、脳の神経細胞で伝達される情報の結果です。

ドーパミンは、太陽が輝いている、風が暖かいなど、幸せな情報を伝達する神経伝達物質です。感覚がこの情報を受け取ると、「配達人」ドーパミンがそれを脳に伝達し、私たちは幸せな気分になります。

もちろん、脳を満足させることはそれほど簡単ではありません。

脳内にカウンターがあると仮定します。ドーパミンが幸福のメッセージを送信するたびに、カウンターは静かに 1 ずつ増加します。カウンターが特定の値を超えた場合にのみ、脳は幸福を感じます。この値は閾値と呼ばれます。

薬物を摂取すると、薬物はドーパミンをまったく妨げることなく、一度に何千もの幸せなメッセージを生み出すことができます。脳内カウンターの値が急激に上昇し、閾値基準が引き上げられると同時に、「失業」ドーパミンの分泌も少なくなっていきます。その直接的な結果は、人々がもはや幸せを感じることができなくなるということです。

何をするか？薬を飲むことでしか幸せを感じることができません。しかし、薬物を摂取すればするほど、閾値が高くなり、ドーパミンが減り、さらに摂取するしかなくなります...これが依存症です。

これは私の手に負えない。

一度薬物中毒になると、恐ろしい死を遂げ、死よりも悪い人生を送ることになります。薬物をやめなさい！あなたの強い意志が薬物に打ち勝つことができると信じています！

しかし、薬物をやめることは意志の力だけの問題ではありません。

長期間服用した薬を突然服用をやめると、強い離脱反応が現れ、吐き気、嘔吐、憂鬱、不安などの症状が現れます。一度薬物依存症になると、やめることは不可能です。

つまり、薬を飲んでいるときに楽しいと感じれば感じるほど、薬を飲むのをやめた後に感じる憂鬱さは増すのです。多くの人が薬物をやめることに何度も失敗しますが、それは薬物を摂取したときに感じた高揚感を手放すことができないからではなく、薬物をやめた後の空虚感を克服できないからです。

さらに悪いことに、脳の環境記憶により、薬物リハビリ期間中に、薬物を摂取していたときに見ていたドラマを見たり、薬物を摂取していたときに飲んでいた飲み物を飲んだりすると、その記憶が波のようにあなたを薬物へと駆り立てるのです。

離脱症状を引き起こす可能性のある依存性薬物の中で、オピオイドは最も一般的であり、最も有害です。

モルヒネとヘロインはどちらもオピオイドである

離脱反応がどのように起こり、どの脳領域がそれを制御するのかは、前述の「スタンフォード研究者」が登場するまでは明らかではありませんでした。

通常の勤務日、スタンフォード大学の博士研究員であるチュー・インジエさんは、いつものように早朝に研究室に来て、マウスにオピオイドを与え、その後薬の投与を中止し、離脱反応を観察するというN番目の実験を行った。

その日、彼は禁断症状を示すマウスの脳内で神経経路が活性化しているように見えることを発見した。この経路は、視床室傍核 (PVT) から側坐核 (NAc) までのグルタミン酸神経経路と呼ばれます。

狂犬病ウイルス（写真の赤い蛍光部分）をマウスの脳のNAcに注入したところ、PVTに標識された赤血球が見つかり、PVTからNAcへの神経経路の存在が証明されました（中国科学院深圳先進技術研究所脳認知・脳疾患研究所の写真）

朱英傑は興奮して、学術的に注意深く調査したところ、離脱反応とこの神経経路の関係について論文を発表した人が誰もいないことを発見した。

しかし、この神経経路は禁断症状を決定する脳領域に属しているのでしょうか?

簡単なドーパミン伝達の後、朱英傑はより長い実験の旅に乗り出し、光遺伝学を選択しました。

外来遺伝子がマウスの脳に注入されます。この遺伝子によってコード化されたタンパク質により、神経細胞はさまざまな色の光からの刺激に敏感に反応できるようになります。次に、脳内に光ファイバーを埋め込み、光で神経細胞の活動を制御します。

マウスの脳に埋め込まれた光ファイバー

簡単に言えば、朱英傑はマウスの脳に光制御の「ブレーキ」を埋め込み、外部からの光制御によって視床室傍核から側坐核への経路の活性化を抑制した。

黒は「ブレーキ」が取り付けられていないマウスを表し、緑はブレーキが取り付けられているマウスを表します。左側には離脱症状の 3 つの行動指標 (飛び跳ねる、立ち上がる、震える) があり、右側には離脱症状の記憶があります。この経路の光遺伝学的阻害により、離脱症状を解消できることが分かる（中国科学院深圳先進技術研究所脳認知・脳疾患研究所の画像）

さらに、離脱反応を起こしたマウスの神経経路上のシナプス強度は著しく強化されました。シナプスはニューロン間の情報伝達の重要な場所です。光遺伝学を通じて、シナプス強度の増加を人工的に逆転させ、離脱反応を抑制することができます。

2014年にこの発見がなされてから2016年に論文が発表されるまでに2年半が経過しました。日々物事が変化するテクノロジーの世界では、2年半は長い時間と言えるでしょう。この論文は最終的にトップクラスの国際学術誌「ネイチャー」に掲載され、すぐに幅広い注目を集めた。業界はこの画期的な発見に大きな期待を寄せていた。

マウスの治療から人間の治療へ

中国に帰国後、朱英傑は中国科学院深圳先進技術研究所の脳認知・脳疾患研究所に加わった。次のステップは、この発見を利用して、人々が薬物中毒をやめるのを本当に助けることです。

光遺伝学は開頭手術を必要とするため、現在は動物にのみ使用されています。オピオイド離脱反応の影響を受ける脳領域を特定した後、朱英傑氏は薬物中毒治療の目的を達成するために、超音波、磁場、電場刺激などの他の非侵襲的方法を見つけたいと考えています。先端技術研究所では超音波や磁場に関連した多くのプロジェクトを行っています。これらを朱英傑氏の発見と組み合わせることができれば、将来的には電磁薬物リハビリキャップや超音波薬物リハビリ装置の登場が期待できるかもしれない。

注: Zhu Yingjie は Nature 誌に「視床から側坐核への神経経路がオピエート依存を媒介する」と題する論文を発表しました。

この記事は Project is Coming チームによって作成されました。 「Project is Coming」は、中国科学院深圳先進技術研究所とDuChuang Technologyが共同で作成した技術コラムであり、戦略的新興産業の関連プロジェクトに対する新たな解釈を提供します。