脳外にも記憶が存在することを示唆する研究結果

2024年11月23日、Tessa Koumoundouros

私たちの身体で記憶が形成されるのは脳だけではない。ニューヨーク大学（NYU）の研究者たちは、繰り返しによる学習が、私たちのすべての細胞の根底にある可能性を発見した。

このプロセスは、休憩を取ることがなぜこれほど強力な学習ツールなのかを説明するのにも役立つかもしれない。

「学習と記憶は、一般的に脳と脳細胞だけのものと考えられていますが、私たちの研究は、体内の他の細胞も学習し、記憶を形成できることを示しています」と神経科学者のニコライ・ククシュキンは言う。

このプロセスの仕組みがよりよく理解されれば、学習や記憶の問題に対するより効果的な治療法につながる可能性がある、とククシュキンは説明する。

試験勉強のための詰め込み学習が、最も信頼できる記憶や長期的な記憶を生み出さないことは、多くの人が苦労して学んでいる。繰り返される行動による化学的活性の複数のサイクルが、ニューロン間の記憶形成プロセスを引き起こし、ますます強力な記憶を符号化するのである。

この現象はマス・スペース効果と呼ばれ、細胞レベルでも行動レベルでも、すべての動物に高度に保存されている。

ククシュキン博士らは、実験室で脳以外の神経細胞や腎臓細胞を同様の化学パターンにさらすことで、これらの組織でもマス・スペース効果が起こることを初めて明らかにした。

ルシフェラーゼと呼ばれる遺伝子発現の副産物の測定から、神経細胞の記憶形成に関連する遺伝子もこれらの細胞内で活性化されるようであった。

「間隔を空けた反復から学習する能力は、脳細胞に特有のものではなく、実はすべての細胞の基本的な性質なのかもしれません」とククシキンは説明する。

神経細胞や腎臓細胞がどのように反応するかは、プロテインキナーゼAとC（PKAとPKC）の処理回数に左右された。これらの化学的な「トレーニングパルス」は、記憶を形成するシグナル伝達カスケードの構成要素として知られている。

3分間のパルスで 「記憶遺伝子 」はオンになったが、1、2時間だけであった。一方、4回パルスを与えると、遺伝子はより強くオンになり、数日間オンが持続した」とククシュキンは『サイコロジー・トゥデイ』に書いている。

細胞の反応はパルス間の時間にも左右された。これらの要因によって、記憶形成分子がどの程度強く活性化されるか、またどの程度長く活性化されるかが変化したのである。

記憶は脳だけでなく、私たちの体全体に存在し、この 「体の記憶 」が健康や病気に関与している可能性があります」とククシュキンは書いている。

人間の体内でこのようなことがどのように作用するのか、まだ解明されていないことがたくさんある。以前、研究者たちは、神経細胞の行動を研究するためによく使われる動物であるウミウサギ（Aplysia）において、PKAと細胞外シグナル制御キナーゼと呼ばれる酵素との相互作用が増加すると、学習が促進されるだけでなく、学習障害も修復されることを発見した。

「私たちの体をもっと脳のように扱う必要があるでしょう」とククシキンは勧める。「例えば、健康的な血糖値を維持するために、膵臓が過去の食事のパターンを記憶していることを考えたり、がん細胞が化学療法のパターンを記憶していることを考えたりするのです」。

この研究は『Nature Communications』に掲載された。