細胞のメモリ基盤のモデリング
この新しいパラダイムにより、記憶がどのように機能するかをより完全に把握できるようになり、パーキンソン病、アルツハイマー病、心的外傷後ストレス、学習障害などの疾患の研究に情報を提供できます。
「以前の記憶のモデルは速い活動パターンに基づいていました」とSalk’s Francis Crickの議長であり、Howard Hughes Medical Institute Investigatorの持ち主であるTerry Sejnowski博士は述べました。
「私たちの新しい記憶モデルは、瞬間ではなく時間をかけて体験を統合することを可能にします。」
過去数十年にわたり、神経科学者は長期記憶がどのように保存されるかについて多くを明らかにしてきました。
重要なイベント（犬に噛まれることなど）の場合、活性化された脳細胞で多くのタンパク質がすばやく生成され、新しい記憶が作成されます。これらのタンパク質のいくつかは、分解する前に特定のニューロンの特定の場所に数時間残ります。
この一連の生化学的イベントにより、犬の咬傷の場合、どの犬がどこにいたか、緊急治療室への訪問が必要かどうかなど、そのイベントに関する重要な詳細を思い出すことができます。
科学者がメモリストレージのモデル化で抱えていた問題の1つは、その1〜2時間のウィンドウ内のすべてではなく、選択的な詳細のみが強く記憶される理由を説明しています。
以前の文献のデータを組み込むことにより、セジュノフスキーと筆頭著者のCian O'Donnell博士、Salkのポスドク研究員は、メモリの分子観察とシステム観察の両方から得られた結果を橋渡しして、この1〜2時間を説明するモデルを開発しました。メモリウィンドウが機能します。
新しいフレームワークの説明がジャーナルに掲載されました ニューロン.
O’DonnellとSejnowskiは、計算モデリングを使用して、特定の回路内の多くのニューロンがタンパク質を利用できるにも関わらず、後続のイベントが元のイベントと同じニューロンをアクティブ化してもメモリが保持されることを示しています。
科学者たちは、特定のニューロンとこれらのニューロンの周りの特定の領域の両方でのタンパク質の空間的配置が、どの記憶が記録されるかを予測することを発見しました。この空間パターンフレームワークは、時間と場所のオーバーラップの数学関数としてメモリの保持を予測します。
「この研究が行うことの1つは、セルラーレベルでのメモリ形成で何が起こっているのかをシステムレベルにリンクすることです」とO’Donnellは言います。
「時間枠が重要であることはすでに確立されています。記憶が記憶されているかどうかをコンテンツがどのように判断できるかを考えました。私たちは一連のアイデアが一貫していて、現実の世界で何かを説明するのに十分であることを証明します。」
新しいモデルはまた、夢の中で記憶からの一般化がどのように処理されるかを理解するための潜在的なフレームワークを提供します。
睡眠についてはまだ多くは不明ですが、研究では、その日の重要な記憶が脳を循環し、海馬の一時的な貯蔵から皮質のより長期的な貯蔵へと行き来することがしばしば示唆されています。
研究者は、夢を見ない睡眠でこの記憶形成のほとんどを観察しました。ただし、夢の中でメモリのパッケージ化または統合が行われるかどうか、およびその方法についてはほとんどわかっていません。
新しい研究では、オドネルとセノウスキーのモデルは、夢の間にある程度の記憶保持が起こることを示唆しています。
「睡眠中、記憶の再編成が行われます—いくつかの記憶を強化し、不要になった記憶を失います」とO’Donnellは言います。
「さらに、人々は寝ている間に抽象化を学びますが、一般化プロセスが神経レベルでどのように発生するかはまったくわかりませんでした。」
彼らは、1〜2時間のウィンドウ内でのオーバーラップアクティビティに関する理論的知見を適用することにより、睡眠中にメモリの抽象化プロセスがどのように機能するかについての理論モデルを考え出しました。
ソース：ソーク研究所
