ＡＩでパーキンソン病を早期診断、治療への道開く

韓国国内研究チームが人工知能（ＡＩ）と光遺伝学技術を組み合わせ、パーキンソン病を早期に診断し、治療につなげる新たな可能性を発見した。ＫＡＩＳＴ（韓国科学技術院）のホ・ウォンド、キム・デス両教授と、基礎科学研究院（ＩＢＳ）のイ・チャンジュン団長の共同研究チームは２２日、研究成果を発表した。

パーキンソン病は、脳内で身体の運動を調節する「ドーパミン」を分泌する神経細胞が徐々に死滅することで発症し、手足の震えや体のこわばり、歩行異常などの症状が現れる。これまでは病気がある程度進行してからでないと診断が難しく 薬物による脳信号の調整も効果に限界があった。

研究チームは、原因とされる「αシヌクレイン」タンパク質が凝集したパーキンソン病モデルのマウスを対象に、ＡＩを用いた３次元（３Ｄ）姿勢推定技術で行動を解析。歩行や手足の動き、震えなど約３４０種類の行動信号をＡＩで解析し、「パーキンソン行動指数」を作成した。この指数により、従来の運動能力検査よりも高感度で病気の進行度を判別できることを確認した。

その結果、病気の誘発からわずか２週間で、対照群と有意な差が見られた。特に歩幅の変化や手足の動きの非対称性、胸部の震えなどが診断の重要な指標となることが分かった。

さらに研究チームは、光遺伝学技術を治療にも応用した。光を用いて脳内の神経細胞の活動を精密にコントロールする手法で、一定条件で光を照射したところ、パーキンソン病モデルマウスの歩行が滑らかになり、震えも軽減された。特に１日おきに光を当てる「隔日周期法」が最も効果的で、ドーパミンを生成する神経細胞も保護されることが分かった。

ホ教授は「ＡＩによる行動解析と光遺伝学を結び付けることで、早期診断から治療まで一貫した成果を得られた」と述べ、「患者ごとに最適化した治療法の開発につながるだろう」と語った。

この研究結果は、国際科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」のオンライン版に先月２１日付で掲載された。


チャン・ウンジ記者 jej@donga.com