富山大、2つの記憶を組み合わせて新しい記憶を作ることに成功

科学技術振興機構(JST)と富山大学(富山大)は4月3日、マウスを使い、異なる2つの記憶を組み合わせて、新たな記憶を作り出すことに成功したと発表した。

同成果は富山大学 大学院医学薬学研究部(医学)生化学講座の井ノ口馨 教授らによるもので2015年4月2日付け(現地時間)の米科学誌「Cell Reports」オンライン速報版に掲載された。

脳は異なる記憶同士を連合させて新しい意味を持った記憶を形成する。例えば、「犬のように足が4本で動く生き物は動物」「カラスのように羽があり空を飛ぶ生き物も動物」といった記憶が関連付けられて「動物とはこういうものだ」という記憶(知識)が形成される。

記憶は脳の中で特定の神経細胞集団という形で符号化して蓄積されており、その神経細胞集団が活動するとその記憶が想起される。近年、遺伝子導入によって特定の波長の光をあてると活性が変化する分子を発現させることで、狙った細胞の機能を光で制御する光遺伝学の手法を用いて、人為的に神経細胞集団を活動させて記憶を強制的に想起させたときに恐怖体験を与えると、その記憶と恐怖が結びつき偽の記憶が形成されることが示された。しかし、2つの記憶を人為的に連合させることができるのかはわかっていなかった。

同研究では、マウスに場所の経験と恐怖体験をそれぞれ独立した記憶として覚え込ませたあとに、脳内にあるそれぞれの記憶痕跡を光遺伝学の手法を用いて人為的に同期活動させることで、これらの独立した記憶を連合させることに成功した。

具体的には遺伝子改変マウスに丸い箱を覚えさせたあと、四角い箱で電気ショックを与えた。この場合、場所の記憶と電気ショックの記憶(恐怖の体験)は独立した記憶として覚え込まれる。そして翌日にマウスがくつろいでいる時に海馬と扁桃体に刺入した光ファイバーを通じて20Hzのレーザー光を2分間照射し、丸い箱の記憶と恐怖体験の記憶を同期させた。さらに翌日にマウスを丸い箱に入れると、恐怖反応を示したという。

同研究グループによれば、関連性の弱い記憶同士の不必要な結びつきはさまざまな精神疾患に関わっていることから、今回の成果は今後、精神疾患の治療法創出につながる可能性があるとう。