最近、韓国の延世大学の研究チームは、うつ病の治療に使用できるスマートコンタクトレンズを開発しました。マウスの実験では、コンタクトレンズは抗うつ薬と同様の効果をもたらす可能性がある。研究成果は米国の雑誌「Cell Communication・Physical Science」に掲載された。

延世大学物質科学工学部のパク・ジャンウン教授が率いる研究チームは、柔らかくて透明なスマートコンタクトレンズを開発した。レンズに取り付けられた極薄の電極はマウスの網膜の神経回路を標的とし、それによってマウスの気分を改善し、抗うつ薬「プロザック」と同様の効果をもたらすことができる。


非侵襲性抗うつ薬治療法の開発

研究によると、網膜は光を受け取る器官であるだけでなく、解剖学的に脳に接続された神経組織で覆われています。目に入って網膜で処理された信号は、視神経を通って脳に伝わります。この研究では、この経路を利用して、彼らが開発したスマートコンタクトレンズが、マウスの頭を開いたり、脳にデバイスを埋め込んだりせずに、気分調節に関連する脳の神経回路を刺激できることがわかり、それによって非侵襲性のうつ病治療法が開発された。

特殊な電気刺激方式を採用したスマートコンタクトレンズです。レンズ上の極薄電極は、高周波電気信号の 2 つの弱いビームを放射し、電気信号の交差点での網膜刺激の強度と周波数を調整します。 「これは、2 つの懐中電灯からの光線が重なる部分に明るい点を作り出すのと似ています」と研究チームは説明します。 「電極は眼球の表面にありますが、実際の刺激が網膜の奥で起こるように精密に設計されています。」装着性を高めるためにコンタクト レンズの透明性と高い柔軟性を確保するために、レンズ内の電極は酸化ガリウムの極薄層上に構築されています。

セロトニンレベルを高める

研究チームは、うつ病の症状を示すマウスを対象に実験を行った。マウスを 3 つのグループに分けました: 治療を受けなかったグループ、コンタクト レンズの電気刺激を受けたグループ、およびフルオキセチンを受けたグループ。フルオキセチンは、有名な抗うつ薬「プロザック」の主成分であり、気分調節に関連する神経伝達物質である脳内のセロトニンのレベルを増加させることができます。

実験結果によると、3週間毎日30分間コンタクトレンズ刺激を受けたマウスは、行動、脳活動、神経伝達物質レベルの点でうつ症状を軽減する傾向が見られたという。彼らの行動の改善は、フルオキセチンで治療されたマウスの行動の改善と同様でした。さらに、うつ病によって弱まっていた海馬と前頭前皮質の間の接続が回復しました。海馬は記憶と感情の調節に重要であり、前頭前野は判断と感情の調節に重要な役割を果たします。これら 2 つの領域間の接続が崩れると、うつ病の症状に関連する脳回路が混乱し、うつ病を引き起こす可能性があります。

さらに研究者らは、コンタクトレンズ治療が神経形態に及ぼす影響を調査した。この結果は、コンタクトレンズ治療がうつ病によって引き起こされるニューロンのシナプス欠損を効果的に改善し、ニューロンの動的接続を促進して安定化させることでシナプス可塑性も改善できることを示しています。

実験データから判断すると、コンタクトレンズで治療したマウスでは脳内の炎症関連物質が大幅に減少し、「ストレスホルモン」であるコルチコステロンのレベルが未治療のマウスと比べて48％低下した。それどころか、彼らのセロトニンレベルは 47% 増加しました。実験結果は、このコンタクト レンズが神経炎症の抑制や神経を正常なレベルに調節する重要な物質の回復など、複数の治療効果を生み出すことができることを完全に証明しています。

悪影響はまだ見つかっていません

さらに、研究者らはコンタクトレンズ治療が眼球に及ぼす潜在的な悪影響を評価しようと試みた。治療を受けたマウスの安全性評価では、角膜と網膜に構造的異常はなく、角膜厚さの変化も、眼圧の有意な変化も示されませんでした。これらの結果は、この治療法が現在安全で安定しており、明らかな副作用はまだ見つかっていないことを示しています。研究者らは発表した論文の中で、これらの発見は、このスマートコンタクトレンズが非侵襲的で標的を絞った神経調節モードを提供し、神経調節における以前のウェアラブルデバイスの限界を打ち破り、従来の脳刺激療法の侵襲性と薬物治療の中毒性の限界を克服し、他の脳疾患の治療に新しいアイデアを提供することを証明していると述べた。

研究チームはまた、「これまでスマートコンタクトレンズは主に眼圧や血糖値の測定などの診断やモニタリングに使われていた。脳疾患の治療にコンタクトレンズを使用する研究例は今回が世界初だ」と述べた。

ただし、この技術は人間のうつ病の治療にすぐに適用できるわけではありません。 Park Zhangxiong教授は、「新たに開発された治療技術として、市場に投入される前に厳格な臨床評価を受ける必要がある。将来的には、無線信号を使用するコンタクトレンズを開発し、より大型の動物でその技術の長期安全性を検証し、その後、患者ごとに個別の治療計画をカスタマイズし、人間の患者で厳密に設計された臨床試験を実施する予定である」と述べた。 （著者：ホン・ヤリン、翻訳：王恵聡）