低頻度および高頻度の繰り返しの脳刺激後の興奮性の変化の基礎となるのは,グルタマタージックおよびGABAERGIC前頭前神経細胞の異なる反応である
Morteza Salimi1, Milad Nazari2, Jonathan Mishler1
1Research Service, VA San Diego Healthcare System, La Jolla, CA, 92161, USA; NEATLabs, Department of Psychiatry, UC San Diego, La Jolla, CA, 92093, USA.
Brain stimulation
|September 4, 2025
まとめ
低周波脳刺激はグルタマタージックニューロンを抑制し,高周波刺激はGABAergicニューロンを抑制する. この研究は,前頭前皮質における周波数依存性神経可塑性を in vivoで明らかにした.
科学分野:
- 神経科学
- 神経生理学
- 脳の刺激
背景:
- 繰り返しの脳刺激の神経可塑性効果は,主に非侵襲的なヒト方法または歯類のスライス生理学を使用して研究されています.
- 健全な脳における脳刺激の細胞メカニズムを理解するために,体内研究が必要である.
- 前頭前皮質の神経細胞は 神経調節療法における重要な標的です
研究 の 目的:
- 前頭前皮質の興奮性に対する繰り返しの脳刺激の細胞内メカニズムを調査する.
- 低周波 (1 Hz) と高周波 (10 Hz) の刺激がニューロンの活動をどのように変化させるかを決定する.
- 刺激プロトコルによる刺激/抑制バランスの長期的変化を評価する.
主な方法:
- ニューロンの活性のインビボカルシウムイメージングのためのネズミ実験用製剤を開発した.
- 覚醒した雌ねずみで 中間前頭皮質に 繰り返し刺激した.
- カルシウム画像を用いて,グルタマタージック (CamKII) とGABAergic (mDLX) のニューロンを,1 Hz,10 Hz,および偽刺激の前,その間,およびその後にモニタリングした.
主要な成果:
- 10 Hzの刺激は刺激中にグルタマタージックニューロン活動を増加させ,1 Hzの刺激は減少させました.
- 刺激後,1 Hzはグルタマタージック活性を長期にわたって抑制し,GABAergic活性が増加し,刺激/抑制比が低下した.
- 刺激後の10 Hzは選択的にGABAergicニューロンを抑制し,グルタマタージック活動の長期的な変化なしに興奮/阻害比を増加させました.
結論:
- 繰り返しの脳刺激による前頭前皮質刺激性の 周波数依存の長期的調節の直接的な証拠です
- 低周波刺激は,グルタマタージックニューロンをターゲットにすることで,皮質の抑制を導きます.
- 高周波刺激は,GABAergicニューロンをターゲットにすることで,皮質の純刺激をもたらします.
