科学者たちは、私たちが社会的孤立のコストをよりよく理解するのを助けるために孤独を探しています。世界がCOVID-19について耳にするずっと前に、神経科学者のケイ・タイ教授は、社会的距離の時代に新たな反響を呼んだ質問に答えることを決心しました。人々が孤独を感じるとき、彼らは空腹の人が食べ物を切望するのと同じように社会的相互作用を切望しますか？彼女と彼女の同僚は、脳の神経回路におけるこの「空腹」を検出して測定できますか？
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近年、孤独とうつ病、不安、アルコール依存症、薬物乱用を結びつける多くの科学文献が登場しています。疫学研究の増加するボディは、孤独が病気になる可能性を高めることを示しています。健康な免疫を抑制するホルモンの慢性的な放出を誘発するようです。孤独による生化学的変化は、癌性腫瘍の拡大を加速し、心臓病の発症を早め、そして単に最も健康な人々でさえ生きる意志を奪う可能性があります。それを測定および検出する機能は、リスクのある人を特定し、新しい介入の準備を整えるのに役立ちます。
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タイによれば、孤独は本質的に主観的なものです。一日中完全に孤立して過ごし、沈黙の中で瞑想し、気分を高揚させることができます。または、大都市の真ん中で、友人や家族の間で、群衆の中で疎外され、苦しんでいると感じます。より現代的な例を挙げると、別の都市の愛する人とのズームビデオコールに参加して、深いつながりを感じてください。または、逆に、以前よりもさらに孤独を感じるように呼びかけた後。
この不正確さは、Tyが2016年に孤独の神経生物学に関する最初の科学論文を発表する前に、このトピックに関する他の論文を検索しようとしたときに興味深い結果を得た理由を説明しています。彼女は心理学の文献で孤独に関する研究を見つけましたが、「細胞」、「ニューロン」、「脳」という言葉を含む論文の数はゼロでした。
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タイは物事を変え、新しい分野を創造したいと考えています。私たちの感覚的知覚、以前の経験、遺伝的素因、生活状況が環境とともに、孤独と呼ばれる特定の測定可能な生物学的状態をどのように生み出すかを分析して理解することを目的としています。そして彼女は、脳内で活性化されたときにこの非効率的な経験がどのように見えるかを定義したいと考えています。
タイが成功すれば、孤独によって悪化する病気のリスクがある人々を特定し、監視するための新しいツールにつながるでしょう。また、COVID-19の大流行によって引き起こされた健康危機に対処するためのより効果的な方法を提供する可能性もあります。
孤独のニューロンを見つける
Tyは、社会的相互作用の測定可能な必要性に関連していると思われるげっ歯類の脳内のニューロンの特定の集団を追跡しました。それは、ニューロン自体を直接刺激することによって制御できる「飢餓」のようなものです。これらの集団を正確に特定するために、タイはスタンフォード大学のカール・デイセロスの研究室で博士研究員として開発した技術に依存していました。
Deisserothはオプトジェネティクスのパイオニアでした。この技術では、遺伝子改変された感光性タンパク質が脳細胞に移植されます。その後、研究者は光ファイバーケーブルを通して光ることによって個々のニューロンのオンとオフを切り替えることができます。この方法は侵襲性が高すぎて、人間に使用することはできません。タンパク質を脳に注入することに加えて、光ファイバーケーブルを頭蓋骨から直接脳に通す必要があります。しかし、それは研究者が生きている自由に動くげっ歯類のニューロンを調節し、そしてそれらの行動を観察することを可能にします。
Tyは、げっ歯類でオプトジェネティクスを使用して、感情、動機付け、社会的行動に関与する神経回路を追跡し始めました。彼女は、ニューロンを活性化し、その信号に応答する脳の他の部分を特定することにより、特定の機能を実行するために一緒に機能する細胞の個々の鎖を追跡できることを発見しました。タイは、アミグダラからのつながりを注意深く追跡しました。これは、げっ歯類と人間の恐怖と不安の中心であると考えられているアーモンド型のニューロンのグループです。
Salk Institute of BiologicalSciencesの神経科学者であるKeiTaiは、脳の神経回路の孤独を検出して測定しようとしています。
科学者たちは、アミグダラを完全に刺激すれば、動物を怖がらせることができることを長い間知っていました。しかし、アミグダラ間の接続の迷路をたどることによって、Tyは、脳の「恐怖回路」が以前に考えられていたよりもはるかに多くのニュアンスを感覚刺激に与えることができることを示すことができました。実際、それは勇気も調整します。
Tyが2012年にMITのPicowerInstitute for Learning and Memoryにラボを開設するまでに、彼女はアミグダラから脳を制御する前頭葉皮質や一時的な記憶が保存されている海馬などの場所までの神経接続を追跡していました。目標は、世界を理解し、現在の経験を理解し、さまざまな状況に対応するために私たちが依存している脳の神経接続のマップを構築することでした。
彼女は運が良ければ孤独を研究し始めた。新しいpostdocsを探している間、TyはGillianMatthewsの仕事に出くわしました。ロンドンのインペリアルカレッジの大学院生であるマシューズは、実験中にマウスを互いに分離したときに予期しない発見をしました。社会的孤立（孤独の事実）は、いわゆるDRNニューロンを変化させ、プロセスへの関与を示しました。
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Tyは、彼女とMatthewsが孤独の連鎖をマッピングできれば、ラボで彼女が探求したいと思っていた質問に正確に答えることができることに気づきました。脳は社会的孤立をどのように理解するのでしょうか。言い換えれば、人々の中にいないという客観的な経験が、いつ、どのようにして主観的な孤独感に変わるのでしょうか。最初のステップは、DRNニューロンがこれでどのような役割を果たしているかをよりよく理解することです。
ここに示されているのは、ドーパミンシステムのDRNニューロンです。Ty
とMatthewsがこれらのニューロンを刺激したときに最初に気づいたことの1つは、マウスが互いに積極的に社会的相互作用を求め始めたことです。後の実験で、彼らは、動物が選択肢を与えられたとき、ニューロンの活性化を引き起こす細胞の領域を積極的に避けたことを示しました。これは、彼らの社会的相互作用の探求が、楽しむよりも痛みを避けたいという願望によって動機付けられたことを示唆しています。これは、孤独の「反発」感を模倣した体験です。
次の実験では、研究者はいくつかのマウスを24時間隔離された状態に置き、次にそれらを他のマウスの社会的グループに再導入しました。ご想像のとおり、動物たちは「一人」であるかのように他の動物との交流を求め、非常に長い時間を費やしました。次に、TyとMatthewsは同じマウスを再び分離しました。今回は、オプトジェネティクスを使用して、一定期間の単独滞在後にDRNニューロンをサイレンシングしました。今回、動物たちはコミュニケーションへの欲求を失いました。まるで社会的孤立が彼らの脳にチェックインしていなかったかのように。
科学者たちは、脳に車の燃料センサーと生物学的に同等のものが含まれていることを長い間知っていました。これは、灰色の物質が食物、水、睡眠などの基本的な生物学的ニーズを追跡できるようにする洗練されたホメオスタシスシステムです。このシステムの目的は、自然なバランス状態を維持または回復するように行動するように私たちを誘導することです。
研究者たちは、げっ歯類の基本的な社会的ニーズのための恒常性調節因子の類似物を発見したようです。
次の質問は、これらの発見は人々にとって何を意味するのかということです。
笑顔への渇望
この質問に答えるために、Tyは、人間の社会的認知と感情の研究を専門とするMITの認知神経科学の教授であるRebeccaSachsの研究室の研究者と協力しています。
オプトジェネティクスに必要な脳手術は選択肢ではないため、人間の実験を計画することはより困難です。代わりに、笑顔などの社会的シグナルを表示している友好的な人々の孤独な人々の写真を表示し、MRIスキャンを使用して脳のさまざまな部分の血流の変化を追跡および記録することができます。マウスでの以前の実験は、科学者に脳のどの領域を探すべきかについての考えを与えました。
昨年、Sachsラボで研究を主導したpostdocであるLivia Tomovaは、40人のボランティアを募集しました。彼らは、孤独のレベルが低いソーシャルメディアユーザーとして自分自身を識別しました。トモバは被験者を実験室の部屋に残し、人との接触を10時間禁止しました。それに比べて、トモバは同じ参加者に2回目の10時間のセッションに戻るように依頼しました。このセッションでは、社会的な交流はたくさんありましたが、食べ物はありませんでした。
TomovaとSachsは、MRIを使用して、絶食と隔離の期間後の食物と社会的相互作用に対する脳の反応を測定しました。右のスキャンは、報酬に関連する中脳の活動を示しています。
各セッションの終わりに、被験者はMRIスキャナーに配置され、そこで異なる画像が表示されました。非言語的な社会的手がかりを送る人々を特集した人もいれば、食べ物の画像を含んだ人もいました。
TyやMatthewsとは異なり、Tomovaは個々のニューロンを分離できませんでした。しかし、ボクセルと呼ばれるより大きなスキャン領域での血流の変化を追跡しました。各ボクセルは、数千のニューロンの個々の集団のさまざまな活動を示しました。 Tomovaは、神経伝達物質ドーパミンの生成と処理に関連するニューロンが豊富であることが知られている中脳の領域に焦点を合わせました。
これらの領域は、他の実験ですでに何かに対する「欲求」または「渇望」の感情と関連付けられています。これらは、人が空腹のときに食べ物の画像、または中毒のある人の薬の画像に反応して「点灯」する領域です。笑顔で写真を見せられる独身者にも同じことをするのでしょうか？
答えは明らかでした。社会的孤立の後、被験者の脳スキャンは、社会的手がかりの画像が提示されたときに、中脳ではるかに多くの活動を示しました。被験者が空腹であるが社会的に孤立していないとき、彼らは食物の手がかりに対して同じ一貫した反応を示したが、社会的な手がかりに対しては示さなかった。
「それが社会的接触の追求であろうと、食べ物などの他のものの追求であろうと、それは非常に似た方法で提示されているようです」とトモバは言います。
実験としてのパンデミック
脳内で社会的飢餓がどのように発生するかを理解することで、特定の疾患における社会的孤立の役割をより深く研究することができます。
脳内の孤独を客観的に測定することで、うつ病と孤独の関係をある程度明確にすることができます。これは、人々にどのように感じているかを尋ねることでは達成できません。どちらが先に来るか：うつ病は孤独を引き起こすのか、それとも孤独はうつ病を引き起こすのか？そして、タイムリーな社会的介入はうつ病と戦うのを助けることができますか？
いくつかの研究によると、脳内の孤独の連鎖を理解することで、孤立した動物がより起こりやすい中毒に光を当てることができます。証拠は、年配の動物や若い動物よりも社会的孤立の影響にさらに敏感な思春期の動物にとって特に説得力があります。16歳から24歳までの人々は孤独を感じると報告する可能性が最も高く、多くの精神的健康障害が最初に現れ始めるのはこの年齢です。ここにつながりはありますか？
脳内の孤独の連鎖を理解することで、中毒に光を当てることができます。
しかし、最も明白な現在の必要性は、COVID-19パンデミックによって引き起こされた社会的孤立と関係があります。いくつかのオンライン調査によると、パンデミックの開始以来、孤独の全体的な増加はありませんでした。精神障害のリスクが最も高い人々はどうですか？彼らが孤立したとき、それはどの時点で彼らの心理的および肉体的幸福を脅かし始めますか？この危険から彼らを守るためにどのような手段がありますか？孤独を測定できるようになると、学び始めます。これにより、対象を絞った介入の設計が大幅に簡素化されます。
「将来の研究にとって重要な問題は、この基本的なニーズを満たし、神経への渇望を排除するのに十分な数と種類の積極的な社会的相互作用です」と、トモバとタイは過去の終わりに投稿された次の記事のプレプリントに書いています。マーサ。このパンデミックは、「人間の社会的ニーズと、社会的動機の根底にある神経メカニズムをよりよく理解する必要性を浮き彫りにしました」。
「この研究は、この方向への第一歩を提供します。」
これは、抑制された科学用語で、まったく新しい研究分野の誕生を示しています。現象の一部であることは言うまでもなく、これはあまり見られません。
「心理学でこれらすべての概念について約100万回聞いたことがあるので、私にとってはとてもエキサイティングです。初めて、私たちは実際にシステムに接続できる脳細胞を持っています、とTaiは言います。-セルが1つある場合は、その接続を逆方向にトレースしたり、接続を順方向にトレースしたりできます。何が高く、隣接するニューロンが何をしているのか、どのような「メッセージ」が送信されているのかを理解できます。」
「これで、チェーン全体を見つけて、どこから始めればよいかを知ることができます。」
