「夢の記憶」が消えてしまうメカニズムが解明される

brain 2019/09/20
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Point

■夢で見た内容が、起きると失われるメカニズムについて、名古屋大学の研究者らが明らかにした

■マウスを用いた実験により、脳内視床下部にレム睡眠中に活動し、記憶消去を行う神経が発見された

■記憶に影響を与えるこのメカニズムは、心的外傷後ストレス障害(PTSD)の治療に転用可能と考えられ、医療分野への貢献が期待されている

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すごく良い夢だったのに、起きたら思い出せない…。そんな経験は誰しもあるでしょう。

どうして夢で見た内容はすぐ忘れてしまうのでしょうか。この誰もが一度は考える疑問について、ついにそのメカニズムを解明したという研究が発表されました。

研究によると、レム睡眠中、脳内では記憶を消去する神経が活動しているというのです。

この研究論文は、名古屋大学、環境医学研究所の山中章弘教授らの研究グループにより発表され、2019年9月19日に米国科学誌「Science」オンライン版に掲載されています。

REM sleep–active MCH neurons are involved in forgetting hippocampus-dependent memories
https://doi.org/10.1126/science.aax9238

海馬に影響しているMCH神経

人間は睡眠中に、記憶の定着や消去が行われていると考えられていますが、その仕組みはよく分かっていませんでした。

私達が夢を見るのは、身体が眠っていても脳は活動しているレム睡眠中です。しかしこの夢の記憶は起きた後には大抵残っていません。微かに覚えていることもありますが、中には自分は夢を見ないと言い張る人もいるくらいで、夢の記憶はほぼ完全に消去されてしまっています。

こうした記憶に影響を与える神経の存在について、今回の研究チームはメラニン凝集ホルモン神経(MCH神経)に着目しました

MCH神経は視床下部に存在し、主に食欲調整などに関わっている神経です。この神経の活動を人工的に活性化させると、ノンレム睡眠がレム睡眠に切り替わり、レム睡眠の時間が増加することが報告されています。

さらにこのMCH神経は、活性化すると海馬の活動を抑制していることが明らかになったのです。

またMCH神経は覚醒時、レム睡眠時、あるいはその両方で活動する3種類の細胞があることが確認されました。

睡眠覚醒状態の変化に伴うMCH神経活動の変化。/Credit:科学技術振興機構(JST)/panoji.com

今回の研究では、この3種のMCH神経を意図的に活性化または抑制させることで、どう記憶への影響するかが調査されました。

神経の活動を人工的に操るには、光遺伝学という手法が用いられます。これは特定の波長の光を当てることで神経を意図的に活性化させるという手法です。

光遺伝学の詳しい内容については、以前に「マウスに見えないはずのものを見せる」という次世代VR技術のような研究記事にて触れているので、気になる方はそちらを参照してください。

マウスの記憶実験

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今回の研究では、マウスの脳に取り付けた装置によって、MCH神経を意図的に活性化したり抑制することで記憶にどの様な変化が現れるかを実験しました。

マウスがものを覚えているかどうかなんて、どうやって確かめるんだ? と思うかも知れませんが、これにはマウスの持つ2つの特性が利用されます。

1つは、「新奇物体認識試験」と呼ばれるものです。マウスは非常に好奇心旺盛な生き物で、初めて見る物体に強い興味を示し近づいて探索します。しかし、一度覚えてしまった物体に対しては、それほど興味を示さなくなります。もし物体を見たことを忘れていると、二度目でもやはり強い興味を示します。

こうした特性を利用して、物体への接触時間を測定することで、マウスの記憶力を調べることができるのです。

2つ目は、「文脈的恐怖条件付け試験」と呼ばれる実験です。これはマウスが恐怖の記憶に反応してフリーズしてしまう性質を利用します。

ある場所で電気ショックを与えた場合、マウスは恐怖でフリーズします。そしてそれは嫌な場所の記憶としてマウスの中に残ります。しばらくして、また同じ場所にマウスを置くと、マウスは恐怖の記憶を思い出して電気ショックを与えなくてもフリーズしてしまいます。

この特性を利用して、マウスのフリーズ時間を測定することで記憶の程度が評価できるのです。

記憶を消す神経を特定する

マウスに物体(または恐怖の場所)を記憶させた後、MCH神経を活発化、または抑制して、「新奇物体認識試験」と「文脈的恐怖条件付け試験」の2つが確認されました。

その結果、MCH神経を活発化すると、マウスは一度形成された記憶を失っていることが判明したのです。これは2つの実験どちらに置いても確認されました。

さらに、「レム睡眠時」「ノンレム睡眠時」「覚醒時」のそれぞれで、MCH神経の活動を抑制させる実験を行ったところ、「レム睡眠時」にMCH神経の活動を抑制させたときのみ、マウスの記憶力が向上したのです。

これは、レム睡眠中のMCH神経の活動が、海馬の神経活動を抑制し、記憶を消去している証拠となります。

このためレム睡眠中に見る夢の記憶は、レム睡眠中に活性化するMCH神経の働きによって、定着することができず忘れてしまっていたことが明らかになったのです。

MCH神経の活動と記憶への影響。/Credit:科学技術振興機構(JST)/panoji.com

こうした機能が私達の睡眠中の記憶整理を行って、脳をリフレッシュさせているのだと考えられます。この研究が進んでいけば、睡眠中の記憶制御の全体像も解明されるかも知れません。

今回の実験では、「文脈的恐怖条件付け試験」により、マウスから恐怖の記憶さえ消去可能なことが示されています。そのため、この研究成果は、恐怖体験が辛い記憶(トラウマ)として残ってしまう心的外傷後ストレス障害(PTSD)の治療に貢献できるのではないかと期待されています。

トラウマを消すのもいいですが、この研究を応用すれば、夢を忘れずに覚えておくことも可能なのでしょう。ちょっとそっちの方を試してみたい気もします。でも記憶の消去機能を抑制してしまうと、寝たのに全然頭がスッキリしないという副作用もあるかもしれませんね。

あと筆者個人的には、今回の科学技術振興機構のプレスリリースのやけに可愛らしい解説イラストが気になりました(ピンク髪の女の子)。科学技術振興のために、是非こういう活動も頑張っていただきたいです。

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reference:科学技術振興機構/ written by KAIN

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