最近の研究では、COVID-19が自然な老化の過程に及ぼす影響が調べられた。
研究者らは、脳内で情報を処理する神経細胞、すなわち灰白質に、COVID-19に感染した人と感染していない人との間で顕著な違いがあることを発見した。
研究チームは、嗅覚の障害と記憶との関連、そしてそれがアルツハイマー病にとって何を意味するのかについても調べている。
研究者らは、COVID-19が身体と脳に及ぼす影響について、重要な知見を着実に集めてきた。パンデミックから2年が経ち、こうした知見は、コロナウイルスが老化などの生物学的プロセスに長期的な影響を及ぼす可能性への懸念を高めている。
私は認知神経科学者として、これまでの研究では加齢に伴う通常の脳の変化が、特に中年期以降の人々の思考や運動能力にどのような影響を与えるかを理解することに取り組んできた。
しかし、COVID-19が感染後数か月にわたって身体と脳に影響を及ぼす可能性を示す証拠が集まるにつれ、私の研究チームは、この病気が自然な老化の過程にどのような影響を与えるのかをより深く理解するため、研究の重点の一部を移した。その大きなきっかけとなったのは、COVID-19が人間の脳に及ぼす影響を調べた、英国発の説得力ある新たな研究だった。
COVID-19に対する脳の反応を探る
2022年3月7日に学術誌Natureに発表された大規模研究で、英国の研究チームは、COVID-19を経験した51～81歳の人々における脳の変化を調査した。この研究は、COVID-19が人間の脳に及ぼす影響について重要な新知見をもたらしている。
この研究で研究者らは、UK Biobankと呼ばれるデータベースを利用した。同データベースには、2014年までさかのぼる英国の45,000人以上の脳画像データが含まれている。つまり、パンデミック前の全参加者の基準データと脳画像があったということだ。
研究チームは、COVID-19を経験した人々と経験していない参加者を比較した。年齢、性別、基準検査の日付、研究実施地のほか、健康状態や社会経済的地位など、一般的な疾病リスク要因に基づいて両グループを慎重にマッチングした。
チームは、COVID-19に感染した人と感染していない人との間で、灰白質、つまり脳内で情報を処理する神経細胞に顕著な違いがあることを発見した。具体的には、前頭葉と側頭葉として知られる脳領域の灰白質組織の厚さが、COVID-19に感染したグループでは減少しており、感染していない人々に見られる典型的なパターンとは異なっていた。
一般の人々では、加齢に伴って時間とともに灰白質の体積や厚さにある程度の変化が見られるのは正常なことだ。しかし、COVID-19に感染した人々では、その変化が通常よりも大きかった。
興味深いことに、研究者らが入院を要するほど重症だった人々を分けて分析したところ、結果は軽症のCOVID-19を経験した人々と同じだった。つまり、COVID-19に感染した人々は、入院が必要なほど重症でなかった場合でも、脳の体積が減少していた。
最後に研究者らは、認知課題の成績の変化も調べ、COVID-19に感染した人々は、感染していない人々よりも情報処理が遅いことを発見した。この処理能力は、小脳として知られる脳領域の体積と相関しており、COVID-19に感染した人々において、脳組織の体積と認知能力が関連していることを示している。
同じ人々について感染前後のサンプル数が多いことに加え、COVID-19に感染していない人々と慎重にマッチングしていることから、この研究は特に価値が高く、示唆に富んでいる。
こうした脳の体積の変化は何を意味するのだろうか。
パンデミック初期、COVID-19に感染した人々から最も多く報告された症状の一つは、味覚と嗅覚の喪失だった。
注目すべきことに、英国の研究者らがCOVID-19の影響を受けていると発見した脳領域は、いずれも嗅球とつながっている。嗅球は脳の前方近くにある構造で、鼻から受け取った匂いの信号を脳の他の領域へ伝える。嗅球は側頭葉の領域とつながっている。研究者らが老化やアルツハイマー病の文脈で側頭葉をよく取り上げるのは、海馬が位置する場所だからだ。海馬は記憶や認知プロセスに関わることから、老化において重要な役割を果たすと考えられている。
嗅覚はアルツハイマー病研究においても重要だ。いくつかのデータから、同疾患のリスクがある人では嗅覚が低下していることが示唆されている。COVID-19に関連する嗅覚への影響が長期的にどのような影響を及ぼすかについて結論を出すには時期尚早だが、COVID-19に関連する脳の変化と記憶とのつながりの可能性を調べることは、大きな関心を集めている。関係が示唆された脳領域と、記憶やアルツハイマー病におけるその重要性を考えれば、なおさらだ。
この研究は、認知機能や運動機能に関わる脳領域である小脳が、重要な役割を果たす可能性も示している。さらに、小脳もまた加齢の影響を受ける。また、小脳がアルツハイマー病に関与することを示す研究も現れつつある。
今後の展望
これらの新たな知見から、重要でありながら未解明の疑問が浮かび上がる。COVID-19後の脳の変化は、老化の過程や速度にとって何を意味するのか。また、ウイルス感染から脳は時間の経過とともに回復するのか。回復するとすれば、どの程度なのか。
こうした課題は現在進行中で、まだ解明されていない研究分野であり、私たちは脳の老化に関する継続中の研究と並行して、私の研究室で取り組み始めている。
私たちの研究室の研究は、人が年齢を重ねるにつれて、脳の思考や情報処理の仕方が変わることを示している。さらに、時間とともに人の身体の動かし方や、新しい運動技能の習得の仕方が変化することも観察してきた。数十年にわたる研究から、高齢者は情報の処理や操作、たとえば頭の中の買い物リストを更新することが難しくなる一方、事実や語彙に関する知識は通常保たれることが示されている。運動技能については、高齢者も学習を続けるが、若年成人よりも習得に時間がかかることが分かっている。
脳の構造に関しては、通常65歳を超える成人では脳の大きさが縮小する。この縮小は一つの領域だけに限られず、脳の多くの領域で違いが見られる。また、脳組織の喪失によって生じた空間を満たす脳脊髄液も、通常は増加する。さらに、神経細胞間で電気信号を伝える長いケーブルである軸索を覆う絶縁体、すなわち白質も、高齢者では損なわれている。
平均寿命は延びてきた。目標は誰もが長く健康に生きることだが、病気や障害なく年を重ねられる最良のケースであっても、高齢期には思考や運動の仕方に変化が生じる。
こうしたパズルのピースがどのように組み合わさるかを学ぶことで、老化の謎を解き明かし、高齢者の生活の質と機能の向上に役立てることができる。そして今、COVID-19との関連においては、病気の後に脳がどの程度回復する可能性があるかを理解する助けにもなる。
