韓国科学技術院（KAIST）生命科学科のハン・ジンヒ教授の研究チームが、脳の内側中隔と内側嗅内皮質をつなぐ特定の神経回路が、過去の記憶と最新の記憶の間を切り替え、状況に合った最新情報を選ぶ重要な役割を果たす事実を明らかにした。KAISTが17日発表した。脳の中で最新の記憶を選択的に呼び出す「神経スイッチ」の存在を解明した。
過去と現在の記憶の間で必要な情報を選ぶ能力は、意思決定、問題解決、未来予測、論理的推論といった高次認知機能のカギだ。しかし、脳がどのような原理で記憶を区別し、切り替えるのかは長く明らかになっていなかった。
こうした記憶転換能力の異常は、統合失調症、自閉症、初期アルツハイマー病など、さまざまな神経精神疾患の症状の一つとされる。
研究チームは、脳の深い場所にある内側中隔に注目した。内側中隔は海馬の活動リズムを調節し、脳が情報を効果的に保存し、呼び出せるよう助ける「調律者」の役割を果たす。
研究の結果、内側中隔の特定の神経細胞が、記憶情報を処理して海馬に伝える脳領域である内側嗅内皮質へ信号を送る時、脳は最新の記憶をよりよく思い出した。
一方、光を使ってこの神経回路を人工的に遮断する動物実験では、最新情報を活用できず、過去の方式どおりに行動する様子が確認された。
記憶保存に重要な役割を果たす海馬の神経活動も、過去の状態に戻った。これは該当回路が、複数の記憶の中から現在の状況に必要な最新情報を選ぶ「神経スイッチ」の役割を果たすことを示している。
研究チームは、脳の活性状態による記憶遂行能力も併せて分析した。人間の脳は、活発に情報を処理する「オンライン状態」と、休息状態である「オフライン状態」を繰り返し行き来する。
オンライン状態が長く維持されるほど最新の記憶をよりよく思い出し、反対にオンライン・オフライン状態の転換が頻繁であるほど、記憶を呼び出す能力が大きく落ちることが分析で確認された。これは、脳の特定のリズムと状態が効果的な記憶の呼び出しを決める重要な神経学的指標であることを示唆する。
今回の研究は、脳が過去の記憶を保ちながらも新しい情報を柔軟に反映するメカニズムを解明した点で大きな意味があると研究チームは説明した。今後、認知症やアルツハイマー病のような退行性脳疾患患者の記憶力低下と認知の柔軟性低下を改善する新たな治療技術の開発につながると期待される。
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