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加齢に伴う記憶力低下の脳内メカニズムを発見

By Lisa Jhung

2022年7月1日 - ジョンズ・ホプキンス大学の科学者は、加齢に伴う記憶喪失の背後にある脳のメカニズムを特定し、老化する脳の内部構造に関する知識を広げ、新しいアルツハイマー病治療への扉を開く可能性があることを明らかにしました。

研究チームは、長期記憶を保存すると考えられている脳の部位である海馬に着目しました。

海馬の神経細胞は、パターン分離とパターン補完という2つの記憶機能を担っており、若くて健康な脳ではこの2つの機能が一緒に働いている。これらの機能は、加齢とともにバランスを崩し、記憶に影響を及ぼすことがある。

ジョンズ・ホプキンス大学の研究チームは、このアンバランスを引き起こす原因を突き止めたのかもしれない。この研究成果は、『Current Biology』誌の新しい論文で報告されており、認知症の治療法を改善するだけでなく、思考能力の低下を予防したり、そもそも遅らせたりするのにも役立つかもしれないと、研究者は述べている。

パターン分離とパターン完成の比較

研究チームは、海馬が加齢によってどのように変化するかを理解するために、ラットの脳を調べた。ラットでもヒトでも、海馬の神経細胞によって制御されるパターン分離とパターン補完が存在する。

パターン補完とは、その名の通り、音楽の数音や有名な映画の引用の出だしなど、情報の細部や断片をいくつか取り出し、脳がその記憶を完全に取り出すことである。一方、パターン分離とは、同じような観察や経験（同じレストランに2回行ったなど）を区別して、別々の記憶として保存できるようにすることである。

これらの機能は、CA3と呼ばれる小さな領域で勾配に沿って生じる。この勾配は、加齢とともに消失するという。同大学のザンビル・クリーガー精神／脳研究所の研究員であるヘイキョン・リー博士は、研究の筆頭著者としてこう語る。"消失の主な結果は、"パターン完成が、ラットにおいて、加齢とともに、より支配的になるということです。"と、リー氏は言っています。

脳内で起こっていること

パターン完成を担当する神経細胞はCA3の「遠位」端を占め、パターン分離を担当する神経細胞は「近位」端に存在する。Lee氏によると、先行研究では、彼女らのチームが今回行ったように、近位側と遠位側を別々に調べることはなかったという。

リー氏によれば、「意外だったのは、加齢に伴う過活動が、予想された遠位領域ではなく、近位CA3領域に向かって観察されたこと」だという。彼らの予想に反して、その過活動はその領域の機能を高めるのではなく、むしろ低下させたのです。それゆえ 「パターン分離が減少し、パターン補完が増加したのです」とリーは言う。

パターン補完が優位になると、パターン分離は衰える、とリーは言う。高齢者は、行ったことのあるレストランを思い出しても、そのレストランで何が起こったのか、別のレストランで何が起こったのかを切り分けることができないかもしれないのだ。

なぜ一部の高齢者はシャープでいられるのか？

しかし、この記憶障害は誰にでも起こるものではなく、すべてのネズミに起こるわけでもない。実際、研究者らは、高齢のラットの中には、すでに脳がパターン完成を好み始めているにもかかわらず、若いラットと同じように空間学習課題をこなす者がいることを発見した。

なぜこのようなことが起こるのかをもっとよく理解できれば、加齢に伴う記憶喪失に対する新しい治療法を発見できるかもしれない、とリー研究員は言う。

共著者のミケーラ・ギャラガーの研究チームは、抗てんかん薬レベチラセタムが海馬の過活動を抑制することで記憶力を改善することを、以前に明らかにしている。

今回の研究により、さらに詳細な情報が得られたので、将来的には、このような薬剤をより効果的に使用できるようになるかもしれないと、Lee氏は推測している。"それは、我々が見ている障害を、どこに照準を合わせることができるかを、よりよく制御できるようにするものです。"