TAU、UCLAの研究者が深く開発

Dec 17, 2023

画期的な研究により、長期記憶は睡眠中の海馬と大脳皮質間の通信を通じて人間の脳に統合されることが初めて実証されました。 さらに研究者らは、睡眠中に脳深部への刺激を誘発することで記憶の定着を改善できることを発見した。

このユニークな研究は、主要学術誌 Nature Neuroscience に掲載されました (睡眠中の海馬と前頭前野のニューロンの同期性を増強すると、ヒトの記憶の定着が強化される ）には、マヤ・ゲバ・サギブ博士（現在はカリフォルニア大学デービス校）が率いる国際協力が関与しました。 この研究は、テルアビブ大学サックラー医学部、生体医工学科、サゴル神経科学大学院のユヴァル・ニール教授の研究室と、UCLA脳神経外科のイツァーク・フリード教授の研究室とサックラー大学との共同研究によるものでした。テルアビブ大学医学部。

「この研究は、UCLA 医療センターの 18 人のてんかん患者からなる稀有なグループによって可能になりました」とニル教授は言います。 「フリード教授は、てんかん発作を引き起こす領域を正確に特定するために、これらの患者の脳に電極を埋め込み、彼らは睡眠中の脳深部刺激の影響を調査する研究への参加を志願した。 UCLA のドーン・エリアシフ教授のおかげで、私たちのチームは高度な脳刺激を研究に組み込むことができ、これにより、睡眠中の海馬と大脳皮質の活動が協調しているという長年の仮説を初めてヒトで検証することができました。 「これは記憶を固定化する際の重要なメカニズムです。さらに、脳内のこれら 2 つの領域間の同期を強化する特別な刺激プロトコルを通じて記憶の固定化を改善しました。睡眠中の介入は、人々に希望を与えるために将来さらに開発される可能性があるユニークなアプローチを表しています」認知症などの記憶障害がある。」

「良質な睡眠が長期にわたる記憶の定着に重要であることはわかっていますが、これまでのところ、人間の睡眠中に働いている正確なプロセスに関する証拠はほとんどありませんでした」とマヤ・ゲヴァ＝サギブ博士は説明する。 「この研究では、睡眠中の神経活動と脳波の役割を直接調べました。私たちの目標は、自然に働いているメカニズムを強化し、睡眠が記憶の安定化にどのように役立つかを正確に発見することでした。」

研究者らは、新しい記憶の獲得に関与する脳深部領域である海馬と、記憶が長期保存される前頭皮質との間の電気通信を改善する脳深部刺激システムを開発した。 このシステムは、睡眠中の海馬の活動を監視することにより、前頭葉皮質への電気刺激の正確なタイミングでの送達を可能にします。 研究の参加者は2つの記憶力テストを完了し、2つの異なる夜の後のパフォーマンスを比較しました。1つは邪魔されず、もう1つは脳深部刺激を与えた後です。 どちらの場合も、午前中に彼らは、前の晩に写真を見せられた有名人を認識するように求められました。 この研究では、脳深部刺激により記憶の精度が大幅に向上したことがわかりました。」

「私たちの方法は、睡眠中の脳活動と記憶力の両方に有益な効果があることがわかりました」とフリード教授は言います。 「前頭皮質に同期した刺激を受けたすべての患者は、妨げられない夜に比べて、記憶力の向上が見られました。同様の非同期の刺激を受けた対照群では、記憶力の改善は見られませんでした。私たちの脳深部刺激法はユニークです。 「これは閉ループです。刺激は海馬の活動と正確に同期します。さらに、我々は刺激が脳の活動に及ぼす影響を個々のニューロンの解像度で監視しました。」

「私たちの研究結果は、睡眠波間の正確な調整が、新しい記憶を取り込む海馬と、記憶を長期保存する前頭葉との間のコミュニケーションを助けているという仮説を裏付けるものです」とニル教授は付け加えた。 「驚いたことに、介入によって参加者による正解の数は大幅に増加するのではなく、むしろ不正解の数が減少したこともわかりました。これは、睡眠が私たちの記憶の精度を高めること、言い換えれば、記憶の精度を高めることを示唆しています」関連する記憶の痕跡からさまざまな気を散らすものを取り除きます。」

この研究は、米国国立衛生研究所（NIH）、欧州研究評議会（ERC）、米国国立科学財団（NSF）、米国イスラエル二国間科学財団（BSF）、およびヒューマンフロンティアサイエンスからの助成金によって支援されました。プログラム (HFSP)。 この論文の他の共著者は、UCLAのドーン・エリアシフ教授、エミリー・マンキン博士、ナタリー・チェリー、グルダムラ・カレンダー、ナタリア・チェモンダノフ博士、テルアビブ大学のシュデマ・エ​​プスタイン博士である。

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