神経科学：感情行動状態の心原性の制御
Nature 615, 7951 doi: 10.1038/s41586-023-05748-8
不安が心臓の拍動を速めるトップダウン処理に例示されるように、情動状態は身体的な生理機能に影響を与える。しかし、心拍数の上昇それ自体が不安反応や恐怖反応を誘導するかどうかは不明である。1世紀以上前に提唱された情動の生理学的理論では、身体から脳へと向かう、重要かつ支配的ですらある情報の流れが一般的に存在する可能性が検討されていた。今回我々は、この考えを正式に調べるために、自由行動中のマウスで、心調律を最大で毎分900回まで細胞タイプ特異的に正確に制御できる、非侵襲的な光遺伝学的ペースメーカーを開発した。このペースメーカーは、装着型のマイクロLEDハーネスと、強力なポンプ様チャネルロドプシンの全身的なウイルス送達によって実現された。光学的に誘発された頻拍は不安様の行動を強く促進したが、重要なことに、これは危険な状況でのみ起こるため、情動状態の発生には中枢（脳）と末梢（体）の両方の処理が関与している可能性が示された。さらに我々は、これに関わっている可能性のある機構を明らかにするために、全脳活動スクリーニングと電気生理学的解析を用いて、強制的な心調律で活性化される脳領域を探った。その結果、後部島皮質が、ボトムアップの心臓の内受容処理を仲介している可能性が明らかになり、この脳領域を光遺伝学的に抑制すると、光学的な心拍の調整によって誘導される不安様行動が軽減された。まとめるとこれらの知見は、情動や感情の状態の起源を理解するには、体と脳の両方の細胞を同時に検討しなければならないことを示している。さらに広く見れば、我々の結果は、個体規模で連結された標的細胞間の相互作用の機能を、動物の行動中に非侵襲的かつ時間的に正確に研究するための、一般化可能な手法を明示している。
