理研,嗅内皮質間の高周波ガンマ波の同期が作業記憶の呼び出しに重要なことを発見

理化学研究所(理研)は,脳波の一種である高周波ガンマ波が脳の海馬-嗅内皮質間で同期することが,動物が空間的な作業記憶(ワーキングメモリ)を正しく読み出し,実行するために重要な役割を果たしていることを発見した。(プレスリリース

人間の脳は,必要な事柄を一時的に覚え,必要となった時にその情報を呼び出して実行に移す機能「ワーキングメモリ」を備えている。ワーキングメモリには,記憶の符号化などの役割を担う海馬および海馬傍回の働きが重要とされてきた。しかし,そのメカニズムはいまだ明らかにされていない。

また,人間は行動するときに,起こした行動が正しいか間違っているかをモニターし,必要があれば行動を修正する。こうした行動は「意識」あるいは「メタ認知」と呼ばれる心理学用語で説明されているが,その神経科学的なメカニズムはほとんど解明されていない。その原因の1つとして,メタ認知的な行動はヒト特有の機能と考えられており,マウスなどの小動物ではまだ決定的な証拠が示されていなかったことが挙げられる。

研究グループは,最新の電気生理学的および光遺伝学的手法を,海馬-嗅内皮質間の神経回路をブロックした遺伝子改変マウスに適用し,空間的ワーキングメモリを呼び出す際に記憶の形成/読み出しに重要とされる海馬と大脳嗅内野間での情報処理がどのように行なわれるかを解析した。

その結果,海馬-嗅内皮質間において脳波の一種である高周波ガンマ波の同期が,空間的なワーキングメモリを正しく読み出し,実行するために極めて重要な役割を果たすことを実証した。また,間違いに気付いて行動を意識的に修正する,いわゆる“お手つき”のような試行では,高周波ガンマ波の同期が時間的,空間的にシフトすることを発見し,意識的な自己修正の神経メカニズムの一端を初めて明らかにした。