「Neuron」ジャーナル「Neuron」に掲載された研究では、キャサリン・デュラック博士が率いるカリフォルニア大学サンフランシスコ（UCSF）の生物学者チームが、神経機能の形成における機械的力の役割を調査しました。彼らは、嗅覚情報の処理を担当する僧帽細胞と呼ばれるマウス脳の特定のタイプのニューロンに焦点を合わせました。
高度なイメージング技術と生物物理学的アッセイの組み合わせを使用して、研究者は、細胞を取り囲んでサポートする3D足場である細胞外マトリックス（ECM）の剛性が僧帽細胞の挙動に影響を与えることを発見しました。 ECMが硬くなったとき、僧帽細胞は興奮性を増加させ、より多くのシナプスを形成しました。これは、ニューロンが互いに通信する接合部です。逆に、ECMがより柔らかくなった場合、僧帽細胞は興奮性を低下させ、シナプスを形成しました。
研究者はまた、ECMの剛性が、細胞の形状、運動性、および接着を調節することが知られているRhoA経路と呼ばれる重要な分子経路の活性に直接影響することを発見しました。 ECMの剛性を調節することにより、研究者はRhoA経路の活性化を制御し、僧帽細胞の機能を操作することができました。
これらの発見は、機械的力が脳内の神経行動と回路形成を形作る上で重要な役割を果たすことを示唆しています。機械的力が神経機能にどのように影響するかを理解することにより、科学者は、自閉症スペクトラム障害や統合失調症などの神経障害の発達と治療に関する新しい洞察を得ることができます。
この研究は、神経の可塑性に関する新しい視点を提供することに加えて、学際的な研究の重要性も強調しています。生物学、物理学、工学の技術を組み合わせることにより、研究者は以前見落とされていたニューロン機能の複雑さの隠れた層を明らかにすることができました。この分野の収束は、脳とその障害の理解において将来の進歩を促進する可能性があります。
