科学者たちは長い間、海馬がエピソード記憶の形成と想起をどのように交互に行っているのか不思議に思ってきた。
学習と記憶という2つの競合するプロセスが海馬によってコントロールされていることは分かっているが、脳がいつ、どのように過去の情報の想起から新規情報の学習と反応に移行するかを観察するのに苦労してきた。
というのも、歴史的に、絶対的な新奇性に対する脳の反応を研究することはほとんど不可能だったからだ。
しかし 新しい動物モデル研究バーチャルリアリティを用いた新しい動物モデル研究がそれを変えようとしている。
海馬における競合力
学習と記憶を大きく司る脳の構造として、海馬は常に新しい情報を取り入れている。
そのため、外部からの刺激に対して非常に敏感である。
現在を理解し判断するために過去の経験を想起し、同時に将来を想像し計画する。
そして、まったく新しい物体や出来事に遭遇すると、海馬は新しい情報や状況をリアルタイムで理解するために、想起から学習に切り替える。
想起と学習の間をシームレスに行き来する海馬のユニークな能力は、長らく研究者を悩ませてきた。 長い間研究者を悩ませてきた.
This is, in part, because learning and recall are conflicting processes that compete against each other.
Scientists know that this ありえないバランス感覚 学習と想起の間は海馬で起こるが、海馬がどのようにして両者をシームレスに行き来しているのかは、長い間わかっていなかった。
動物モデル研究とバーチャル・リアリティの組み合わせ
最近まで、海馬が学習と想起の間をどのように移行するかについての研究は、ある重要な理由から行き詰まっていた。 しかし、パスツール研究所の科学者が執筆した新しい研究では、動物実験とバーチャルリアリティを組み合わせることで、絶対的な新規性の問題を解決する方法を発見した可能性がある。
ルイとして ゴメス＝オカディスこの研究の筆頭著者である博士課程の学生は、「私たちは、脳が新奇なものにどのように反応するかを研究するための主な障害は、物理的な現実そのものであることに気づきました。マウスを新しい部屋に “テレポート “させながらその脳を記録することさえできれば、この問題は簡単に克服できるのです」。
ゴメス＝オカディスは、このアイデアがスタートレックのエピソードの筋書きのように聞こえることを知っている。 しかし、「SFのように聞こえるかもしれませんが、バーチャルリアリティの技術によって、まさにそれが可能になったのです」と彼は説明する。
パスツール研究所のチームはどうやってこの研究を成功させたのだろうか？
研究対象のマウスが仮想世界で「遊べる」ビデオゲームをデザインしたのだ。
マウスはゲームのルールに従うと報酬を得ることができ、その後、バーチャルリアリティ技術を使って、研究者たちはマウスをまったく新しい世界に一瞬で「テレポート」することができた。
このような条件下で、研究者たちは初めて、想起と学習の移行する正確な瞬間に海馬で起こる活動を観察することができた。
パスツール研究所が明らかにしたこと
この研究を通して、研究者たちは次のことを観察することができた。 マウスがまったく新しい仮想世界に “テレポート “した瞬間に海馬の電気信号が発生したのだ。
言い換えれば、海馬が記憶と学習の間を移行する瞬間に発する電気信号を観察することができたのである。
新しい状況に遭遇したときに顆粒細胞から発せられるこの電気信号が、神経記憶から神経学習へと、神経状態の移行を活性化させるのである。 研究チームは、フランス国立高等師範学校（PSL）とフランス国立科学研究センター（CNRS）の物理学者とともに、この新しい情報を使って計算モデルを作成し、この信号が、脳が記憶から学習に移行するタイミングを指示する「スイッチ」として働く可能性を示唆した。 この海馬の信号がどのように機能するのかを完全に理解するには、さらなる研究が必要だが、最初の発見は有望なスタートとなる。
現在進行中の 海馬の組織学動物モデルやバーチャルリアリティを用いた海馬の組織学的研究は、ヒトや動物が新しい情報をどのように学習するのかについて、さらなる光を当て続けるかもしれない。
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