視床下部に発見された記憶エングラム

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脳は最も複雑な生体物質で、何億年もかけて、生存率を高めるために危険な状況を避けるといった単純な学習行動を行う、単純な神経ネットワークから進化してきたものです。 記憶に対する本質的な役割は生存にとって極めて重要であるため、記憶エングラムを形成する相互作用する細胞群が進化の時間スケールでかなり遡らなければならないことは言うまでもない。

しかし、今日の主流は、記憶は海馬で形成されて、後に大脳皮質に保存されるというドグマである。

ジャーナル・ニューロンに掲載された最近の研究では、イケルバスク研究員マザヒール・T・ハサン率いる国際学際チームが、記憶の「エングラム」や「痕跡」は視床下部などの進化的に古い脳構造でも形成・保存される可能性が高いと推論しています。 研究チームは、視床下部の特定の細胞タイプ、すなわち、恐怖を含むさまざまな情動的脳機能を制御する神経ペプチドであるオキシトシンを産生するニューロンをターゲットに、新しい遺伝子法を開発しました。 この手法を用いて、著者らは、実際に文脈特異的なエングラムが視床下部回路に形成・保存されており、これらのエングラム回路を乱すと恐怖記憶に劇的な影響を与えることを発見しました。 これらの「タグ付け」された細胞には,遺伝子操作されたタンパク質を含むウイルスが注入され,青色光刺激によってタグ付けされた細胞を活性化させるか(オプトジェネティクス),合成化学物質を投与してこれらのニューロンを沈黙させる(ケモジェネティクス)ことによって,ニューロンの活動を操作することができるようになっていた。 研究者らがこのタグ付き細胞を活性化すると、危険な環境で固まることを学習した動物たちが動き回るようになった。基本的に、ニューロンが活性化されている間は恐怖の発現がブロックされているのだ。 青色光をオフにすると、恐怖の表情が戻った。 これは、タグ付けされた細胞が恐怖の「知識を含んでいる」ことを示している。 次に著者らは、エングラムのオキシトシンニューロンをサイレンシングすることで、逆の実験を行った。 その結果、同じ回路が、「絶滅」と呼ばれるプロセスで恐怖を消去するためにも必要であることが判明した。 驚くべきことに、これらの細胞は非常に大きな可塑性を持ち、神経ペプチドであるオキシトシンを介した遅い伝達から、高速で活性化するグルタミン酸伝達による速い反応へと切り替わるのです。 恐怖の回路を解剖学的、機能的に理解することで、一般的な不安障害や特に心的外傷後ストレス障害など、恐怖の記憶が病的となる人間の精神疾患を治療するための革新的な戦略を設計できるようになるはずです。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31104950

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