科学者が記憶がどのように結びつくのかを説明する

科学者が記憶がどのように結びつくのかを説明する

【ラホヤ】ソーク研究所の科学者らは、ニューロンが出来事の数時間後にどのように選択された記憶を保持するかを説明する新しい記憶モデルを作成した。

海馬は、記憶形成に主に関与する脳の領域です。

画像: ソーク生物学研究所の提供

この新しいフレームワークは、記憶がどのように機能するかについてのより完全な全体像を提供し、パーキンソン病などの疾患の研究に情報を提供することができます。 アルツハイマー、心的外傷後ストレス、学習障害。

「以前の記憶モデルは、高速な活動パターンに基づいていました」と彼は言います。 テレンス・セノフスキー、ソークのフランシス・クリック椅子の保持者であり、ハワード・ヒューズ医学研究所の研究者。 「私たちの新しい記憶モデルにより、瞬間ではなく数時間にわたって経験を統合することが可能になります。」

過去数十年にわたり、神経科学者は長期記憶がどのように保存されるかについて多くのことを明らかにしてきました。 重要な出来事、たとえば犬に噛まれた場合、活性化された脳細胞で多くのタンパク質がすぐに作られ、新しい記憶が作成されます。 これらのタンパク質の一部は、分解される前に特定のニューロンの特定の場所に数時間留まります。

この一連の生化学的出来事により、私たちはその出来事に関する重要な詳細、たとえば犬に噛まれた場合、どの犬、どこにいたかなどを思い出すことができます。

シアン・オドネルとテレンス・セジノウスキー

画像: ソーク生物学研究所の提供

記憶ストレージのモデル化に関して科学者が抱えている問題の 1 つは、なぜ 2 ～ 1 時間の枠内のすべてが強く記憶されるわけではなく、選択された詳細のみが強く記憶されるのかということです。 Sejnowski 氏とソーク博士研究員の筆頭著者 Cian O'Donnell 氏は、以前の文献のデータを組み込むことで、記憶の分子観察とシステム観察の両方から得られた知見を橋渡しして、この 2 ～ XNUMX 時間の記憶ウィンドウがどのように機能するかを説明するモデルを開発しました。 この作品の詳細は最新号に掲載されています ニューロン.

オドネルとセジノウスキーは、計算モデリングを使用して、特定の回路内の多数のニューロンがタンパク質を利用できるにもかかわらず、後続のイベントが元のイベントと同じニューロンを活性化しても記憶が保持されることを示しました。 科学者らは、特定のニューロンとこれらのニューロンの周囲の特定の領域の両方におけるタンパク質の空間的位置によって、どの記憶が記録されるかを予測できることを発見した。 この空間パターン化フレームワークは、時間と場所の重複の数学的関数として記憶保持を首尾よく予測します。

「この研究が行っていることの XNUMX つは、細胞レベルでの記憶形成で起こっていることをシステム レベルに結び付けることです」とオドネル氏は言います。 「時間枠が重要であることはすでに確立されています。 私たちは、記憶が記憶されているかどうかをコンテンツによってどのように判断できるかを考え出しました。 私たちは一連のアイデアに一貫性があり、現実世界の何かを説明するのに十分であることを証明しています。」

新しいモデルはまた、夢の中で記憶からの一般化がどのように処理されるかを理解するための潜在的な枠組みを提供します。

睡眠についてはまだ不明な点が多くありますが、研究によると、その日の重要な記憶は、海馬の一時的な記憶から皮質のより長期の記憶へと脳内を行き来することがよくあります。 研究者らは、この記憶形成のほとんどが夢を見ていない睡眠中に行われることを観察しました。 夢の中で記憶のパッケージングや統合が行われるのか、またどのように行われるのかについてはほとんどわかっていない。 しかし、オドネルとセジノウスキーのモデルは、夢の間にある程度の記憶保持が起こることを示唆しています。

「睡眠中に記憶の再構成が行われます。一部の記憶は強化され、不要な記憶は失われます」とオドネル氏は言います。 「さらに、人は寝ている間に抽象化を学習しますが、一般化プロセスが神経レベルでどのように起こるのかは全く分かりませんでした。」

1～2時間枠内の重複活動に関する理論的発見を適用することで、睡眠中に記憶の抽象化プロセスがどのように機能するかについての理論的モデルを考案した。

ソーク生物学研究所について：
ソーク生物学研究所は世界有数の基礎研究機関の XNUMX つであり、国際的に有名な教員がユニークで協力的かつ創造的な環境で生命科学の基礎的な疑問を研究しています。 ソークの科学者は、発見と次世代の研究者の指導の両方に重点を置き、神経科学、遺伝学、細胞生物学、植物生物学、および関連分野を研究することで、がん、老化、アルツハイマー病、糖尿病、感染症の理解に画期的な貢献をしています。

教員の功績は、ノーベル賞や全米科学アカデミーの会員など、数多くの栄誉によって認められています。 ポリオワクチンの先駆者であるジョナス・ソーク医学博士によって 1960 年に設立されたこの研究所は、独立した非営利団体であり、建築上のランドマークでもあります。