本記事は ハーバード・ガゼット（Harvard Gazette）との協力により掲載されています。
自閉症の理解、診断、さらには治療にも貴重な知見をもたらしうる発見として、ハーバード大学の科学者たちは初めて、脳内の 特定の神経伝達物質と自閉的行動を関連づけました。
自閉症の脳と定型発達の脳で異なる反応を引き起こす視覚テストを用いた研究では、 ハーバード・フェロー協会（Harvard Society of Fellows）の若手研究員キャロライン・ロバートソン（Caroline Robertson）氏が率いる研究チームが、こうした差異が、脳の主要な抑制性神経伝達物質の一つであるGABAが用いる伝達経路の機能不全と関連していることを示しました。 本研究の内容は、学術誌『Current Biology』に掲載された12月17日付の論文で報告されています。
「ヒトにおいて、脳内の神経伝達物質が自閉的行動と関連づけられたのは、これが初めてです。これは明確な点です」とロバートソン氏は語った。「GABAの信号伝達経路が自閉症に関与しているとする説は、動物モデルで示されてきましたが、人間において実際に自閉症の差異を引き起こしていることを示す証拠は、これまでありませんでした。」
自閉症の治療に直接つながるとは限らないものの、ロバートソン氏は、この発見が自閉症という障害と、その中でGABAなどの神経伝達物質が果たしうる役割について、非常に貴重な知見をもたらすと語った。さらにこの発見は、同様の視覚テストを幼い子どもの自閉症スクリーニングに用いることができ、保護者や臨床医がより早期に介入できるようになることを示唆している。
長らく自閉症への関与が考えられてきた（GABAは動物モデルで広く研究されてきた）ものの、この障害におけるGABAの役割をヒトで裏づける証拠は、これまでつかみどころのないままでした。
「自閉症は、あらゆる感覚入力が一度に押し寄せる障害として語られることが多いです。そのため、抑制性神経伝達物質が重要だという考えは、臨床上の観察と合致するのです」とロバートソン氏は語った。「さらに、自閉症の人にはしばしばてんかん発作が見られ、自閉症とてんかんの併存率は20～25パーセントです。私たちは、発作は脳における制御不能な興奮だと考えています。」
その証拠を見つけるため、 ロバートソン氏らは、自閉症の有無によって一貫して異なる結果を生み出す、容易に再現可能な検査を探し、視覚神経科学者が両眼視野闘争と呼ぶものの中にそれを見出した。
通常、脳には左右の目からそれぞれわずかに異なる二つの像が入力され、脳はそれらを平均化して、私たちが見る一つの像を作り出している」と彼女は述べた。しかし両眼視野闘争の検査では、それぞれの目に大きく異なる像を取り込ませるため、意外な結果が得られる。
「最終的な結果として、一方の像は短時間のあいだ視覚的な認識から完全に抑え込まれます」とロバートソン氏は語った。「たとえば馬とリンゴの絵を見せると、馬は完全に消え、リンゴだけが見えます。しかしやがて、その抑制信号を送っているニューロンが疲労し、切り替わって馬だけが見えるようになります。この過程が繰り返されると、二つの像は交互に入れ替わります。」
以前の研究で、ロバートソン氏らは、同じ過程が自閉症の脳でも起こるものの、像の間の振動には著しく長い時間がかかることがあることを示しました。
「平均的な人が二つの像の間で三秒ごとに交互に切り替わるとすれば、自閉症の人はその二倍の時間がかかるかもしれません」と彼女は語った。「一つの像だけが見える安定した状態に費やす時間は、平均的な人と同じです。ただ像の切り替えに時間がかかり、二つ目の像はそれほど深く抑制されていないのです。」
脳内の特定の神経伝達物質の濃度を測定できる脳画像技術である磁気共鳴分光法を用いて、研究者らは、自閉症の人々にはGABAの正常な濃度が見られた一方で、GABAと視覚知覚との関連は予想をはるかに下回っていることを明らかにした。
「私たちが見ているのは、GABA作動性の信号伝達経路における欠損の証拠だと考えています」とロバートソン氏は語った。「脳にGABAが存在しないわけではありません……その経路のどこかの段階が壊れているのです。」
その経路を修復することは、言うは易く行うは難しです。
「非常に多様です」とロバートソン氏は語った。「GABA受容体にはAとBの2種類があり、GABA A受容体は複数の形態をとりえます。この検査を用いて薬剤の有効性を調べ、それらの受容体のうちどれが正常に機能していないのかをよりよく把握できるかもしれません。ただ、非常に複雑なのです。
「これらの知見が成人と同様に子どもにも当てはまるなら……現在、話すことのできない子どもの自閉症を診断することはできませんが、まさにそれこそ早期介入が最も効果的となる時期です」と彼女は続けた。「しかし子どもが話せるようになる前に、子どもは見ることができます。そのため、この種の視覚課題を用いて子どもをスクリーニングし、脳に何らかの不均衡があるかどうかを確認できるかもしれません。」
ただしロバートソン氏は、GABAの信号伝達経路を理解しても、自閉症の万能薬にはならないと警告した。
「この研究には大いに期待していますが、脳内には他にも多くの分子があり、そのうち多くが何らかの形で自閉症と関連している可能性があります」と彼女は語った。「私たちはGABAの話を調べてきましたが、役割を果たしうる他の経路について、自閉症の脳をまだすべて調べ終えたわけではありません。ただ、これは一つの経路であり、この点には手応えを感じています。
掲載は、世界経済フォーラムによる見解への支持を意味するものではありません。
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執筆者：ピーター・ルーエル（Peter Reuell）はハーバード大学のスタッフライターです。
写真：脳切片の展示の前を通り過ぎる女性。REUTERS/Brian Snyder.