最近の研究では、ニューロンが脳内で主に記憶によって駆動される電気活動のリズミカルなパターン、つまり振動を生成することが示されています。これまでの考えに反して、この研究は、海馬におけるシータ振動は、人々がその出来事を経験するときよりも、その出来事を思い出すときにより蔓延することを示し、記憶がシータ活動の主要な原動力であることを強調し、脳損傷や認知障害を治療するための潜在的な手段を提供する。
これらの発見は、認知障害の治療の基礎を築き、記憶力の改善に役立つ可能性があります。
ニューロンは、脳内でリズミカルな電気活動パターンを生成します。神経科学における差し迫った問題は、振動として知られるこれらのリズミカルな信号の主な要因です。アリゾナ大学の研究者らは、その出来事そのものを経験するよりも、単にその出来事を思い出すだけでも、こうした振動を引き起こす可能性があることを発見しました。
Neuron 誌に掲載されたこの研究は、特にシータ振動に焦点を当てています。このような振動は、探検、航行、睡眠などの活動中に脳の海馬で発生します。海馬は、過去を記憶する脳の能力において重要な役割を果たしています。
この研究の上級著者であり、アリゾナ大学心理学部の認知と神経システムの教授であるアルネ・エクストローム氏によると、この研究が行われる前は、外部環境がシータ振動の駆動においてより重要な役割を果たしていると考えられていたという。しかし、エクストロームと彼の共同研究者らは、脳内で作られた記憶がシータ活動の主な原動力であることを発見した。
「驚くべきことに、人間のシータ振動は、その出来事を直接経験しているときよりも、単純にその出来事を思い出しているときのほうが一般的であることがわかりました」と、研究主著者で神経科学科の大学院生サラ・シーガー氏は述べた。
エクストローム氏は、この研究結果は、発作、脳卒中、パーキンソン病などの脳損傷や認知障害のある患者の治療に影響を与える可能性があると述べた。記憶を使用して脳内から刺激を生成し、シータ振動を駆動することで、時間の経過とともに記憶力が向上する可能性があると同氏は述べた。
アリゾナ大学の研究者らは、脳神経外科医のブラッド・レガ博士や研究技術者のジェニファー・クリーゲル氏を含む、テキサス大学サウスウェスタン医療センター（ダラス）の研究者らと共同でこの研究を実施した。研究者らは、てんかん手術の準備のためにセンターで監視されていた13人の患者を募集した。モニタリングの一環として、研究者らは時折発作を検出するために患者の脳に電極を埋め込んだ。研究者らは脳の海馬におけるシータ振動を記録した。
患者は、コンピュータのジョイスティックを使用して仮想都市内の店舗に移動する仮想現実実験に参加しました。正しい目的地に到着すると、VR 実験は一時停止します。研究者らは参加者に、ナビゲーションを開始したときに自分がどこにいるかを想像するよう求め、今通ったルートを頭の中でナビゲートするように指示した。次に研究者らは、最初のナビゲーション中のシータ振動と、その後の参加者のルートの想起を比較しました。
ジョイスティックを使用した実際のナビゲーションでは、参加者が単にルートを想像していた場合よりも振動の周波数が低く、持続時間も短くなりました。したがって、研究者らは、記憶が人間のシータ振動の強力な原動力であると結論付けました。
認知機能の低下を補う方法の1つは、認知トレーニングとリハビリテーションであるとエクストロム氏は述べた。 「基本的に、記憶障害のある患者に、より良く記憶する方法を教えることができます」と彼は言いました。
エクストローム氏は将来的に、ベッドに横たわっているのではなく自由に歩いている患者を対象にこの研究を実施し、自由なナビゲーションが脳の振動に関して記憶とどのように異なるかを確認する予定だ。
「最初の経験とその後の回復中の振動を直接比較できることは、新しい実験を計画し、記憶の神経基盤を理解する上で、この分野にとって大きな前進です」とセーガー氏は述べた。