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睡眠中の脳の再生能力が記憶を定着させる 〜怖い体験が夢でよみがえる仕組み〜

2020/06/04

筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構(WPI-IIIS)のディペンドラ・クマール 研究員、坂口 昌徳 准教授らと東京大学医学系研究科およびニューロインテリジェンス国際研究機構(WPI-IRCN)の菅谷 佑樹 助教らの共同研究チームは、大人の脳で再生するごくわずかな神経細胞(新生ニューロン)が、レム睡眠中に脳で起こる、記憶の定着に重要な働きをすることを発見しました。

本研究では、超小型の脳内視鏡を使って、生きたマウスの脳内で新生ニューロンの活動を調べました。その結果、特に怖い経験をしたときに活動したニューロンが、その後のレム睡眠のときに再活動することを発見しました。これは、レム睡眠の時に夢を見る仕組みに関連していると考えられます。次に、レム睡眠中の新生ニューロンの活動にどのような機能があるかを知るために、光遺伝学という技術を使って、レム睡眠中に限定して、新生ニューロンの活動を人工的に操作する実験を行いました。すると、マウスはあたかも怖い記憶を忘れたかのように振る舞うようになりました。さらに解析したところ、こうした機能を持つのは、新生ニューロンの中でも特定の成長段階にあるものに限定されており、生まれた直後、または完全に成長しきった新生ニューロンでは、同様の現象は見られないことが分かりました。

今後、大人の脳内で新生ニューロンが睡眠中にどのように恐怖記憶を定着させるかを解明することで、脳が持つ再生能力を高め、アルツハイマー病などの神経が失われる病気や、PTSDなどの記憶処理に異常を来す疾患に対する新しい治療法の開発に応用できるものと期待されます。


図 本研究に用いた実験手法と結果
特殊な顕微鏡で睡眠中の脳内を観察したところ、恐怖学習時とレム睡眠中で同じ新生ニューロンが活動していることが分かりました。また、恐怖学習後のレム睡眠中に、新生ニューロンの活動を光で人工的に増強または抑制したところ、成長中の新生ニューロンの活動を抑制したときに限り、マウスが恐怖体験を忘れてしまうことを発見しました。

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