10 年以上にわたって、神経科学者は、神経形成 (新しいニューロンの誕生) と神経可塑性 (神経回路の可鍛性) が、人間の思考、記憶、行動のあり方を再構築するためにどのように連動するかを解明しようと試みてきました。
今週、目を見張るような新しい研究「Adult-Born Neurons Modify Excitatory Synaptic Transmission to Existing Neurons」が、新生ニューロン（ニューロジェネシスによって作られた）が、どのようにして「新しく改良された」神経のタペストリーに自分自身を織り込んでいくのかを報告しました。 2017年1月の発見は、ジャーナルeLifeに掲載されました。
マウスに関するこの最先端の研究中に、アラバマ大学バーミンガム校（UAB）の神経科学者たちは、神経新生と神経可塑性の組み合わせが、元気な若い新生ニューロンがより強固なシナプス接続を作って既存の神経回路を受け継ぎ、あまり合わない古いニューロンが忘却と死に至ることを見い出しました。
アラバマ大学バーミンガム校神経生物学部の准教授であるLinda Overstreet-Wadiche氏とJacques Wadiche氏は、海馬の歯状回領域における神経発生に着目した最新のUABの研究において、次のように述べました。
歯状回は、特に新しいエピソード記憶の形成や新しい環境の自発的な探索を担う神経新生の震源地です。研究チームは、歯状回で新しく生まれた顆粒細胞ニューロンが、生きていて進行中の神経回路機能に参加するために、神経可塑性を介してシナプスを形成して神経ネットワークに配線される必要があることに注目しました。
現在、成人の神経新生によって継続的に新しいニューロンを生み出す能力があると考えられている主要な脳領域は2つしかありません。1つは海馬（長期および空間記憶のハブ）、もう1つは小脳（協調性および筋力記憶のハブ）です。 特に、顆粒細胞は神経新生の割合が最も高い。 海馬も小脳も、顆粒細胞がぎっしりと詰まっています。
興味深いことに、適度で活発な身体活動（MVPA）は、海馬と小脳の神経新生と新しい顆粒細胞の誕生を刺激する最も効果的な方法の1つです。 (アスリート・ウェイのプラットフォームの基礎として、私は10年以上にわたってMVPAと神経新生の関連について書いてきました）。 このトピックに関するPsychology Todayの幅広い記事を読むには、このリンクをクリックしてください）
顆粒細胞は、サンティアゴ・ラモン・イ・カハルによって初めて特定されました。彼は1899年に美しいスケッチを描き、顆粒細胞が小脳でプルキンエ細胞とのシナプス結合を作る様子を説明しました。 ノーベル賞を受賞した彼の美しいイラストは、現在、「The Beautiful Brain」という巡回美術展の一部として、スペイン・マドリッドのサンティアゴ・ラモン・イ・カハル研究所から貸し出され、全米の美術館を巡回している。
（余談ですが、嗅球は皮質下の脳領域で唯一、神経新生が盛んであることが知られています。 このことは、香りが私たちの記憶の形成や「過去のものの記憶」において、消えない、そして常に変化する役割を果たす理由の1つであると推測されます。4899>
神経新生と神経可塑性が一緒になって神経回路を作り直す
神経可塑性の重要な側面の1つは、神経ダーウィニズム、または「神経刈り込み」と呼ばれ、ネットワークに一緒に「発射および配線」されていない任意のニューロンは消滅しやすいことを意味します。 UABの最新の研究では、新生ニューロンが、より高齢で消耗したニューロンに対して、適者生存の戦いを通じて「勝ち残る」ことによって、このプロセスを促進する役割を担っていることが示唆されている。
神経可塑性と神経新生に関する神経科学的研究が行われるずっと前に、ヘンリー・デイヴィッド・ソローは知らず知らずのうちに、森の中のよく通った道を描写することによって、人の心が通る道が（轍にはまると）いかにハードワイヤ化し得るかという過程を描写していました。 ソローは『ウォールデン』の中で、
「地球の表面は柔らかく、人の足によって印象づけられやすいものだ。 と書いています。
心理学の観点から、最新の UAB の発見は、大人になって生まれたニューロンが既存の神経ネットワークに織り込まれると、新しい記憶が生まれ、古い記憶が修正されるという、エキサイティングな可能性を提示しています。 このプロセスにより、自分を改革して現状から脱却したり、不安やストレスを呼び起こす過去のトラウマ的な出来事を克服したりする可能性が開けると推測されます。 恐怖に基づく記憶は、しばしば回避行動につながり、人生を最大限に楽しむことを妨げてしまうのです。
神経新生の今後の研究が新しいPTSD治療につながる可能性
歯状回の顆粒細胞は、脳の他の領域からの感覚と空間の入力を処理する神経回路の一部である。 この研究の前に、Overstreet-Wadiche氏と彼女のUABの同僚たちは、歯状回で新しく生まれた顆粒細胞がどのように機能するかについて、いくつかの基本的な疑問を持っていました。
- 大脳皮質のニューロン数は変わらないのに、歯状回のニューロン数はニューロン新生によって増加するので、脳は皮質のニューロンから新しい顆粒細胞へのシナプスを追加で作り出すのだろうか。
- それとも、一部の皮質ニューロンは成熟した顆粒細胞から新しい顆粒細胞へ接続を移すのでしょうか？
マウスによる一連の複雑な実験を通して、Overstreet-Wadiche et al.は次のように述べています。 この画期的な発見により、新旧のニューロン間のシナプスの再分配が、歯状回が新しい結合を形成して最新の状態を維持するのに役立つことを調べるための扉が開かれました。
研究者たちは、今後の実験でさらに深く掘り下げたいと考えている重要な疑問の1つは、次のとおりです。 「この再分配は、神経新生を増加させる自然な方法である運動の有益な効果にどのように関係しているのか」
将来的には、神経新生と神経可塑性に関する最先端の研究が、心的外傷後ストレス障害 (PTSD) や認知症などの疾患に対するきめ細かい神経生物学的治療につながる可能性があります。 UABの声明で、Overstreet-Wadiche氏は、
「過去10年間、古いニューロンと新しいニューロン間のシナプスの再分配を裏付ける証拠があり、おそらく新しい細胞が『勝つ』傾向がある競争プロセスによって、シナプスが再配置されています」と述べています。 私たちの発見は、新しい細胞が接続を獲得するために、古い細胞が接続を失うことを直接的に証明した点で重要です」
つまり、成人の神経新生のプロセスは、ネットワークに新しい細胞を追加するだけでなく、既存のネットワークの可塑性も促進するのです。 神経新生が誘発する可塑性が、この脳領域の機能にどのように寄与するかを探るのは興味深いことです。
神経新生は通常、新しい情報の獲得向上に関連していますが、いくつかの研究では、神経新生が既存の記憶の「忘却」を促進することも示唆されています。”
有酸素運動は、神経新生を刺激し、大人になってから生まれた神経細胞を作り出す最も効果的な方法である
過去10年間、私が『アスリートの道』で行ってきた実行可能なアドバイスは、毎日のワークアウトという過程を通して、誰もが神経新生を刺激し、神経可塑性を介して自分の考え方や人生観を最適化できるという信念に基づいています。
このプログラムは、神経ネットワークを再形成し、考え方を最適化するように設計されています。 このプログラムは、当初から、有酸素運動が脳由来神経栄養因子（BDNF）を産生し、神経新生による新しいニューロンの誕生を促すという発見に基づいています。 私は、『アスリート・ウェイ』の「はじめに」で、「太ももを細くすることから、より強い精神に焦点を移すことが、このエクササイズ本をユニークなものにしている」と、私の哲学を述べています。 アスリート・ウェイは、6つに割れた腹筋や鋼鉄のパンを作ることだけに焦点をあてているわけではありません。 私たちは、ニューロンを増やし、シナプスを再構築して、楽観的で、回復力があり、決然としたマインドセットを作ることに関心があります。 私の使命は、このメッセージを皆さんにお届けし、神経生物学と行動モデルを用いて、運動による生活の改善に役立てていただくことです。 私は、汗の力で人の心を変え、人生を変えることに熱意をもって取り組んでいます。 私の信念は、それを実践してきたからこそ、強く、本物なのです」
私は、先見性のある神経科学者、神経外科医、『The Fabric of Mind』（バイキング）の著者である亡父リチャード・バーグランドの欠くことのできない助けを借りて、アスリートの道を作り上げました。 Sweat and the Biology of Bliss (St. Martin’s Press) を出版したとき、私は神経発生と神経可塑性にスポットライトを当てました。 当時、ニューロジェネシスの発見は真新しく、主流の神経科学ではまだ急進的な概念でした。
21世紀初頭、ほとんどの専門家は、人間は寿命が来るまで持つすべてのニューロンを持って生まれてくるとまだ信じていました。 どちらかといえば、人は年を取るにつれてニューロンを失ったり、「脳細胞を殺す」ことしかできないと考えられていました。
当然のことながら、私が2007年に『アスリート・ウェイ』を出版したとき、懐疑論者や否定論者がたくさんいました。
過去10年間、私は神経発生と神経可塑性に関するあらゆる最新研究にアンテナを張り、私の信念と方法論に科学的信憑性を与えてくれる、さらなる経験的証拠を見つけたいと考えてきました。
言うまでもなく、今朝、リンダ・オーヴァーストリート・ワディッシュとジャック・ワディッシュによる、成体から生まれたニューロンが既存の神経回路を修正する方法の詳細を特定する新しい研究について読んだとき、私は大喜びして有頂天になりました。 これは魅力的なことです！
神経科学の分野では、今がエキサイティングな時代です。 現代の神経科学技術は、神経新生と神経可塑性がダイナミックなコンビとなって神経ネットワークや脳領域間の機能的結合を再構築する複雑なメカニズムについて、さらに多くの謎を解明する態勢を整えているのである。 今後、神経新生と神経可塑性に関する実証的な証拠と科学的な研究が行われることを期待しています。
一方で、「The Athlete’s Way」からの無料の抜粋を読みたい方は、神経形成と適度から活発な身体活動によって神経新生を刺激し、脳の配線を変えるためのシンプルで実行可能なアドバイスと実践的な方法をいくつか提供していますので、私の本の「神経形成と神経新生」というタイトルのセクションのページをチェックしてみてください。 神経科学とスポーツの融合”