視覚的方向処理におけるセロトニンの役割

セロトニン（5-ヒドロキシトリプタミン）は、気分、食事、睡眠、覚醒、および視覚的定位処理に関与するモノアミン 神経伝達物質です。 ^{[1] [2] [3] [4] [5]}視覚的定位におけるその機能を調べるために、研究者らはMDMA 、または一般にエクスタシー（3,4-メチレンジオキシメタンフェタミン）と呼ばれているものを使用しました。 ^{[2] [3] [4]} MDMA は脳内の セロトニンニューロンに影響を及ぼし、神経毒性を引き起こすことが知られています。^{[1] [2] [3] [6] [7] [8]} MDMA を使用する人は傾斜後効果（TAE）の大きさが増加するため、セロトニンが視覚的定位に関与しているという仮説が立てられています。^{[2] [3] [4] [5] [9] [10]} TAEは視覚錯覚であり、一定時間一方向の線を見ると、その後見た垂直線とは反対方向への傾きの知覚が生じる。^{[2] [3] [5] [11]この効果は、}後頭葉の方向感受性ニューロンに対する側方抑制によって起こると考えられている。^{[4] [11]}側方抑制とは、特定の方向に対して活性化したニューロンが、隣接するニューロンに抑制信号を送ることである。^{[5] [12]}各ニューロンが最大限に興奮する方向の度合いは、チューニング帯域幅と呼ばれる。^{[2] [3] [5]}その結果、側方抑制は各ニューロンのチューニング帯域幅において極めて重要な役割を果たしており、側方抑制が起こらなくなると、より多くのニューロンが同じ方向に対して刺激されるようになる。^[3]その結果、刺激を一定時間見続けると、活性化したニューロンは同じ方向の刺激に適応するようになります。その結果、これらのニューロンにその後、方向がわずかに異なる別の刺激を「見せる」と、これらのニューロンは他の非適応ニューロンと比較して同じレベルの反応を達成できなくなります。^[5]

そのため研究では、TAE を利用して、MDMA の使用によって生じる側方抑制の程度を評価してきました。これらの研究の結果、視覚の定位においてセロトニンが果たす役割を裏付ける証拠が見つかりました。^{[2] [3] [4] [5]}これは、MDMA のみを使用した個人が、薬物を服用していない対照群と比較して、より大きな TAE の大きさを報告したことで証明されました。^{[2] [3]}この大きさの増加は、セロトニンがホーニング効果を持つ可能性があり、側方抑制に役割を果たしていることを示しており、これは、定位ニューロンが好みの方向に最大限に興奮し、他の方向にはそれほど興奮しないことを意味します。^[2] これは、MDMA の神経毒性のさらなる証拠も提供します。^{[2] [4]}この研究分野は全体として、視覚定位処理のメカニズムと、このシステムに MDMA の神経毒性が及ぼす影響についての洞察を提供してきました。これにより、セロトニンが視覚システムに及ぼす役割と、MDMA の神経毒性が脳に及ぼす影響の両方についての理解が深まります。

エクスタシーは、3,4-メチレンジオキシメタンフェタミン（MDMA）を含む人気の娯楽用薬物を指すストリートネームです。^[13]現在レイブやクラブシーンで頻繁に使用されているこの薬物は、1900年代初頭に新薬開発を研究していたドイツの製薬会社メルクによって初めて合成されました。^[14]開発以来、1970年代には治療補助として物議を醸しながら使用され、1980年代には麻薬取締局が中毒性があると結論付けて禁止されるまで、さまざまな段階を経てきました。^{[6] [13] [14]しかし、1970年代以降、MDMAは多幸感、共感、社会的親近感、軽い}幻覚、刺激を引き起こすため、人気の娯楽用薬物になりました。^{[2] [3] [13] [14]}この薬が一般大衆に普及したことで、動物実験やヒト実験で脳に神経毒性を引き起こす可能性があることが示され、懸念が高まっている。^{[2] [3] [4] [5] [6] [8] [15] [16]}

MDMA はアンフェタミン系薬物の一種で、脳内のセロトニン、ドーパミン、ノルエピネフリン神経伝達物質のレベルを変化させることで、そのプラス効果を発揮します。^{[2] [6] [13] [14]}薬物が効き始めると、脳はセロトニンで溢れ、摂取後 3～6 時間以内に枯渇します。^[14] また、セロトニンの合成に必要な酵素が不活性化し、脳内で使用されたセロトニンの補充が阻害されることもわかっています。^[14] MDMA 摂取中および摂取後に脳が受ける変化により、さまざまな影響が報告されています。これには、記憶障害、不安、妄想、気分変動、うつ病が含まれます。^{[13] [14]}これにより、MDMA が脳の化学的性質にどの程度損傷を与え、変化させるのか、またそれが使用者にとって何を意味するのかというさらなる懸念が生じています。^[4]

MDMA を調査した最近の研究では、この薬物が脳のセロトニンニューロンに神経毒性作用を示すことが明らかになっています。^{[1] [3] [6] [7] [8]}動物や霊長類の研究では、一部の人間の使用者が摂取する量と同量の MDMA を投与したところ、セロトニン軸索に長期的かつ潜在的に永久的な変化が見られることが確認されています。^{[2] [3] [5] [6] [8] [14] [15] [16]}その後、MDMA は視覚の方向処理におけるセロトニンの役割を調査するために使用されています。^{[2] [ 3] [4]}セロトニンニューロンは、線の方向、エッジ、動き、立体的な奥行き知覚の視覚処理を担う脳の領域である後頭葉に存在すると考えられています。 [ ^{2] [3] [5]} MDMA はセロトニンに影響を与えることが知られており、セロトニンは視覚に関与していると考えられているため、MDMA を摂取した人は視覚の方向処理に違いが現れることがあります。^{[2] [3]}

MDMA の効果と視覚的方向処理におけるセロトニンの役割との関係は、1990 年代に Maisini、Antonietti、Moja (1990) が実施した先行研究に続いて調査されました。^{[2] [3] [5]}彼らの実験では、被験者は脳内のセロトニン レベルを大幅に低下させる混合物を摂取しました。^[17]このセロトニンの減少により、被験者の TAE の程度が増加しました。^[18]この研究は、MDMA の神経毒性がセロトニン ニューロンに影響を及ぼすため、MDMA を使用する個人の TAE の程度に影響を与える可能性があるという考えの基礎として使用されてきました。^{[2] [3] [4]}

MDMA の使用による視覚的方向処理の変化に関する最新の知見は、ホワイト、ブラウン、エドワーズ (2013) による研究から得られています。^{[2]彼らの研究は、マイシーニら (1990)、 [18]}などの以前の研究で得られた結果を拡張し、MDMA が後頭葉の視覚処理にどのように影響するかを調査しようとしました。研究の参加者は、アンフェタミンを断っているエクスタシー使用者、アンフェタミンも使用しているエクスタシー使用者、薬物未経験の対照参加者の 3 つのグループに分けられました。^[2]エクスタシー使用者でアンフェタミンも使用している参加者は、以前の研究の結果、アンフェタミンの同時使用が MDMA の方向ニューロンへの影響を媒介する可能性があることが示されたため、対象としました。^{[2] [3] [4]}

研究の結果、アンフェタミンを断ったエクスタシー グループは、対照群よりも広い同調帯域幅を示した。^[2]これは、MDMA の使用が、方向感受性ニューロン間の側方抑制を乱すため、セロトニン作動性機能に変化をもたらすことを示している。この乱れにより、ニューロンは好みの方向以外のより広い方向に対して活性化する。^{[2] [3]}したがって、この発見は、セロトニンが方向ニューロンの同調帯域幅を鋭くする役割を果たしているという考えを裏付けている。^[2]全体として、この結果は、「MDMA によるセロトニンの減少は、方向同調帯域幅の拡大につながる可能性がある」という考えを裏付けている^[2] (p. 163)。ただし、著者らは、特定のタスクで欠陥が存在するものの、これらの欠陥の程度についてはさらに調査する必要があると述べている。^[2]

Brown、Edwards、McKone、Ward (2007) による研究^[3]では、 MDMA のセロトニン ニューロンへの影響も調査しました。この研究は、Masini ら (1990) の研究にも端を発しています。^[18]彼らは、方向感受性ニューロンに対する側方抑制におけるセロトニンの役割と、MDMA の使用がこのシステムをどのように変化させ、より広いチューニング帯域幅を生み出すかに興味を持っていました。^[3]この研究は、エクスタシー使用者と対照群の 2 つのグループで構成され、各グループには TAE 錯覚の短い表示が示されました。^[3]この研究の結果は、MDMA 使用によるセロトニンの損傷により、後頭葉の方向感受性ニューロン間で側方抑制が減少するという考えを支持しています。^[3]これは、エクスタシー グループが対照群と比較して TAE 錯覚の規模が大きく増加したことで実証されました。^[3]著者らは、「適応中にニューロンの感度が低下する程度にはセロトニンが関係している可能性がある」と述べている^[3] (p. 445)。適応後の方向感覚ニューロンの感度低下は、セロトニン機能の低下によってさらに低下し、TAE の程度が増大する可能性がある。著者らの研究は、MDMA の使用が側方抑制に影響を及ぼし、セロトニンが視覚方向感覚処理に役割を果たしているという考えを裏付けている。^[3]