側坐核(そくざかく)
側坐核(
英語: Nucleus accumbens, NAcc)は、
脳の前部、特に
前脳と呼ばれる領域に存在する
神経細胞の集合体です。この領域は、
快感や
報酬、嗜癖、そして
恐怖といった情動や動機付けに関わる重要な
脳領域の一つとして知られています。
概要
側坐核は、左右の
大脳半球にそれぞれ一つずつ存在します。その位置は、
尾状核の前端部と
被殻の腹側部分が、透明中隔の外側で互いに接する場所にあります。側坐核は、嗅覚に関わる嗅結節などとともに、腹側
線条体と呼ばれる
脳の領域の一部を構成しています。
側坐核の内部は、構造的にも機能的にも異なる「core(コア)」と「shell(シェル)」という二つの区画に分けられます。側坐核を構成する
神経細胞の約95%は、GABAという神経伝達物質を産生する「中型有棘
神経細胞(medium spiny neuron)」であり、ここからの神経投射は、側坐核の主要な出力経路となります。その他にも、アセチルコリンという神経伝達物質に関わる「大型無棘細胞(large aspiny neuron)」なども存在します。
神経回路
側坐核からの主な出力(信号を送る経路)は、腹側
淡蒼球(ventral pallidum)への投射です。この信号は主にGABAによって伝えられます。腹側
淡蒼球からさらに信号は
視床の背内側核(MD核)へと送られ、この
視床背内側核から思考や計画に関わる前頭前野へと投射されます。このように、側坐核は「皮質-
線条体-
視床-皮質回路」と呼ばれる重要な神経ネットワークの一部として機能しています。他にも、側坐核は
黒質や、橋網様体の一部である脚橋被蓋核などへも信号を送ります。
一方、側坐核への主な入力(信号を受け取る経路)は、前頭前野、
扁桃体(情動に関わる)、海馬(記憶に関わる)といった領域からのものが挙げられます。また、
扁桃体基底外側核から
ドーパミン細胞を介して
中脳辺縁系を経由する入力や、
視床の髄板内核、正中核からの入力もあります。特に、
脳の
腹側被蓋野と呼ばれる領域からは、
ドーパミンという重要な神経伝達物質を介した強力な入力があり、これが側坐核の神経活動を細かく調整していると考えられています。
報酬、嗜癖、薬物との関連
側坐核は、自然な
報酬(
食事、性行動など)や薬物による
報酬、そして嗜癖(依存症)の形成に深く関与しています。特に、
腹側被蓋野からの
ドーパミン性入力は、
報酬系の重要な経路を形成しており、この経路における
ドーパミンの放出は、
快感や
報酬予測に関わると考えられています。
モルヒネなどのオピオイド系薬物は、
腹側被蓋野の
ドーパミン神経を活性化させ、側坐核へ投射する神経末端から
ドーパミンの分泌を促進します。これにより、シナプス間隙の
ドーパミン濃度が異常に高まり、シナプス後細胞が通常とは異なる過剰な興奮状態となります。この状態が、薬物摂取者が感じる「何物にも代え難い幸福感」を生み出し、精神的な依存(精神依存)が形成されるメカニズムの一つと考えられています。
一方、
コカインや
アンフェタミンといった嗜癖性の高い薬物は、主に側坐核のシナプス前細胞に作用します。
メチルフェニデートや
コカインは、シナプス前細胞が
ドーパミンを回収する
再取り込み輸送体を阻害することで、シナプス間隙の
ドーパミン濃度を上昇させます。
アンフェタミンや
メタンフェタミンなどの
覚醒剤はさらに強力です。これらは
ドーパミンの
再取り込み経路からシナプス前細胞内に侵入し、細胞内での
ドーパミン産生を亢進させるとともに、通常とは逆に
再取り込み輸送体を通じて
ドーパミンをシナプス間隙に放出し、生理的な状態では起こらない異常な
ドーパミン放出を引き起こします。さらに、不要な
ドーパミンを分解する酵素であるモノアミンオキシダーゼ(MAO)の働きも阻害するため、
ドーパミン量の調整機構が部分的に機能しなくなり、強力な嗜癖作用が生じます。
ADHDの治療薬として用いられる
メチルフェニデートは、側坐核における
ドーパミンの分泌を促すことで、
報酬系が
ドーパミンで満たされた状態を作り出し、衝動性を抑制する効果があると考えられています(ただし、積極性も抑制する可能性があります)。ADHDの主な作用点は前頭葉にあると考えられており、ノルアドレナリン
再取り込み阻害剤でも一定の効果が見られることが、この考えを支持しています。
意欲・行動との関連
側坐核は、意欲や「やる気」といった精神的な状態にも深く関連しています。特に何か行動を起こすことによって、側坐核の活動が活発になることが知られています。
脳は基本的に外部や内部の変化に対応して機能しますが、何もしていない状態が続くと、
脳の機能、特に側坐核の活動が低下し、意欲が湧きにくくなると考えられています。このため、何かを始めたい時には、完璧を目指すのではなく、まずは行動を始めてみることが重要だとされています。これは、行動を始めてからの最初の数分間(例えば「初動の4分」として知られる考え方など)で
脳の側坐核が機能し始めるといった概念とも関連付けられています。
研究事例
側坐核に関する研究は古くから行われています。1950年代には、ジェームズ・オルズとピーター・ミルナーが
ラットの
脳の中隔領域に電極を挿入し、
ラット自身がレバーを押すことで電気刺激を受けられるようにする実験を行いました。その結果、
ラットが
食事や水分摂取を顧みず、ひたすらレバーを押し続けるという行動が観察されました。この発見は、この領域が
脳における「快楽中枢」として機能している可能性を示唆するものでした。当初は嗜癖との関連で研究されることが多かった側坐核ですが、後に
食事や性交といった自然な
報酬を含む、多様な
報酬に関与していることが明らかになってきました。近年の研究では、音楽を聴くことで生じる感情的な反応の調整にも側坐核が関わっている可能性が報告されています。
2007年には、複数の研究チームによって、重度の
うつ病患者に対する治療法として、側坐核に直接電極を埋め込み、電気刺激を与える(深部
脳刺激療法)試みが報告されました。
また、京都大学の研究グループ(阿部修士特定准教授ら)は、ヒトの側坐核の活動が、嘘をつく行動と関連していることを世界で初めて明らかにしました。アメリカ人男女28名を対象に、コインの表裏を予想させ、当たったと自己申告した場合に
報酬が得られるというゲーム形式の実験を行い、同時に
脳活動を測定しました。その結果、側坐核の活動が活発な被験者ほど、実際には外れているのに当たったと嘘の申告をする傾向が強いことを見出しました。