東大など、短期/長期の運動記憶に関わる脳の部位を画像で捉えることに成功

東京大学(東大)、国際電気通信基礎技術研究所、および北海道大学は12月9日、人間の脳における短期と長期の運動記憶を画像で捉えることに成功したと発表した。

同成果は、Northwestern University Feinberg School of Medicine スムシン・キム 研究員、北海道大学大学院文学研究科 小川健二 准教授、University of Southern California Marshall School of Business ジンチ・レヴ 准教授、University of Southern California Division of Biokinesiology and Physical Therapy ニコラ・シュバイゴファー 准教授、東京大学大学院人文社会系研究科 今水寛 教授らの研究グループによるもので、12月9日付けのオンライン科学誌「PLOS Biology」に掲載された。

試験前の一夜漬けのように、早く覚えたことはすぐ忘れてしまうが、自転車の乗り方のように時間をかけて練習したことはずっと覚えているといったように、短期と長期の運動記憶が脳内に存在することは、これまで理論的に示されていた。しかし、脳のどのような場所が短期と長期の運動記憶に関係しているのかはこれまで明らかになっていなかった。

今回の研究では、21名の実験参加者がfMRI装置の中でジョイスティックを操作するという課題を実施。この行動データを、段階的にさまざまな時間スケールの記憶を備えた数理モデルを利用して解析した。また、モデルから得られたさまざまな記憶の時間変化と同じような変化をしていた脳の場所はどこにあるかを、回帰分析という統計手法を用いて調べた。

この結果、数秒で学習して数秒で忘れる非常に短期的な記憶には、前頭前野や頭頂葉の広い場所が関係していること、数分から数十分で学習して忘れる中期的な記憶は、頭頂葉の中でも限られた部分が関係していること、1時間以上かけて学習し、ゆっくり忘れる長期的な記憶は小脳が関係することなどが明らかになった。

今回開発された方法は、脳の内部状態を推定してどれくらい長期に残る記憶なのかを予測することができるため、脳の状態をモニターしながら、練習効果が長く残る効率的なトレーニングやリハビリを行うことが期待されるという。