スーパーコンピュータが示すパーキンソン病新治療の可能性(Cracking the Code of Parkinson’s: How Supercomputers Are Pointing to New Treatments)

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2025-12-02 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

UC San Diego を含む研究チームは、スーパーコンピューターを用いた大規模シミュレーションによって、パーキンソン病(Parkinson’s disease)の根本的な脳回路障害の新たなメカニズムを明らかにした。具体的には、運動野(primary motor cortex)にある特定のニューロン群「PT5B ニューロン」の活動低下が、脳全体における“β波(約15Hz の過剰な同期電気活動)”を引き起こし、それが震えや運動の遅れなどパーキンソン病の運動症状の原因になっている可能性を示した。これまでの治療がドーパミン補充や脳の広域刺激による対症療法であったのに対し、この研究は「PT5B ニューロンを直接標的とした治療」を提示することで、根本的な機能回復を目指す新しい治療戦略につながる。これらの結果はスーパーコンピューター「Expanse」(米国ナショナルサイエンス財団 ACCESS プログラム利用)による脳ネットワーク全体の高度なモデル化によって得られた。将来は、この知見をもとに臨床応用へとつなげる研究を進める方針。

<関連情報>

パーキンソン病一次運動野のシミュレーションから強化されたベータ波のパワーが出現 Enhanced beta power emerges from simulated parkinsonian primary motor cortex

Donald W. Doherty,Liqiang Chen,Yoland Smith,Thomas Wichmann,Hong-Yuan Chu & William W. Lytton
npj Parkinson’s Disease  Published:05 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41531-025-01070-4

スーパーコンピュータが示すパーキンソン病新治療の可能性(Cracking the Code of Parkinson’s: How Supercomputers Are Pointing to New Treatments)

Abstract

Primary motor cortex (M1) layer 5B pyramidal tract (PT5B) neurons develop intrinsic pathology in rodent and primate Parkinson’s disease (PD) models. We used computer simulation to predict how decreased PT5B neuron excitability, identified with current injection in vitro, would change activity patterns of the M1 network. Using NEURON/NetPyNE, we implemented computer simulations of PT5B neurons based on control and 6-OHDA-treated mouse slice data. Parkinsonian PT5B neurons, in an otherwise unmodified simulated M1 network, produced major changes in LFP oscillatory power: an order of magnitude increase in beta band power around 15 Hz in the rest state. This demonstrated that relatively small changes in PT5B neuron excitability would alter oscillatory patterns of activity throughout the M1 circuit, increasing beta band power, a signature of PD pathophysiology. Dysfunction in PT5B neurons, the final-common-pathway to brainstem and spinal cord, provides a new target to treat PD motor symptoms.

医療・健康
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