てんかんの発作にはいくつかの種類があります。 強直間代性発作は、大きな痙攣を特徴とし、多くの人が知っています。 しかし、小児てんかんの中には欠神発作と呼ばれる、脳が広範囲に不規則に活動し、数秒間意識を失うものの、けいれんを起こさない発作を特徴とするものがあります。 欠神発作は、スパイク波放電（SWD）、すなわち皮質脳波に記録される不規則な脳活動に関連しています。
これらのてんかんの子どもたちは、STXBP1またはSCN2A遺伝子に変異があることが多いため、科学者はこれらの遺伝子に変異を与えて、これらの小児てんかんのモデルマウスを作っています。 理研CBSの研究チームは、どちらの遺伝子についても、正常な遺伝子と変異した遺伝子を1つずつ持つマウスを作製した。この状態は、完全なノックアウトとは異なり、ハプロデフィシェンシーと呼ばれるものである。 体性感覚皮質上のSWDによって、このマウスが欠神発作を起こすことを確認した後、この発作がどのようにして引き起こされるかを調べるために、一連の実験を行った。 研究者らは、神経細胞阻害剤をいくつかの脳領域に注射し、どの領域が発作に関係しているかを探りました。 その結果、体性感覚皮質、視床、そして皮質の下にある線条体の一部という3つの領域が発見された。 視床と体性感覚野が欠神発作の主要な発生源であると多くの人が考えていますが、さらなる実験により、発作の引き金となる重要な領域は実は線条体にあることがわかりました。
モデルマウスの線条体にのみニューロン刺激薬を注入すると、確実にSWDを引き起こすことがわかった後、体性感覚野のニューロンだけに変異があり、線条体に接続しているマウスを作成しました。 つまり、欠神発作は線条体に到達した誤った信号によって引き起こされたのである。 さらに、線条体の高速スパイク型介在ニューロンへの伝達が弱すぎるために、この問題が生じていることを示す実験も行われた。 山川は、「欠神てんかんの原因は大脳皮質-視床回路にあると長い間考えられてきましたが、実際には大脳皮質-線条体の興奮性伝達の障害によって引き起こされることが示されました」と説明する。 これは、てんかん研究のパラダイムシフトになるかもしれません」
てんかんの効果的な治療法は、発作が発生するメカニズムを正確に理解することにかかっており、今回の発見は、現在の治療法よりも効果的であると証明できる新しい方向への薬剤開発の指針となるでしょう」
てんかんの発作は、大脳皮質と視床の興奮性伝達の障害によって引き起こされます。