記憶固定化

大川　宜昭
野本　真順
井ノ口 馨
富山大学大学院医学薬学研究部（医学）生化学講座
DOI：10.14931/bsd.7435　原稿受付日：2017年4月13日　原稿完成日：2017年月日
担当編集委員：定藤 規弘（自然科学研究機構生理学研究所 大脳皮質機能研究系）

英語名：memory consolidation、独：gedächtniskonsolidierung、仏：consolidation de la mémoire

　記憶の固定化は、学習後～数時間ほど維持される短期記憶から、数日以上の間維持される長期記憶へと変わる過程である。新規遺伝子発現とそれに引き続き誘導される新規タンパク質合成が必要であり、新たに合成された分子によって、記憶を獲得した細胞における情報伝達の効率が変化することで長期間維持される記憶回路が形成されると考えられる。固定化された長期記憶は、脳内で更なる貯蔵の処理過程を経ることで、数ヶ月から場合によっては一生続く遠隔記憶にその形体を変化させる。近年、記憶の固定化のメカニズムが、固定化の最中に起こった他の経験に関する記憶の獲得に影響を与えることで、多様な記憶獲得の形体が誘導されることが明らかになってきている。

短期記憶から長期記憶へ

　記憶は、その保持される時間によって2つの形態に分けることができる。学習成立後から数時間ほど続く短期記憶と、1日から場合によっては生涯保持される長期記憶である。1900年、MullerとPilzeckerは、安定した記憶の形成が最初の学習直後の新しい経験によって阻害されると報告した。これは、短期記憶は他の情報入力によって維持が妨害されてしまう不安定な状態にあることを意味している。長期記憶は不安定な状態から移相した安定化したものであると考えられることから、短期記憶から長期記憶への位相過程を、“記憶の固定化（memory consolidation）”と呼ぶ（図1）。短期記憶の形成には、脳の神経細胞内の既存のタンパク質、特に神経伝達に関与する神経伝達物質の受容体型イオン透過性チャネルや情報伝達に関わる酵素群の修飾とそれにともなう“一過的な”活性の変化が重要であることが示されている 。一方、短期から長期記憶への固定化には、学習後に脳内で誘導される新規の遺伝子発現とそれに引き続き起こるタンパク質合成が必要となる 。恐怖条件付け学習（脳科学辞典・恐怖条件付けを参照）において、学習時にタンパク質合成阻害剤を投与した動物では短期記憶は観察されるのに対し、長期記憶の形成が阻害された（図2）。これは、長期記憶形成では、タンパク質合成を介した短期記憶から長期記憶への位相過程、つまり恐怖記憶の固定化の過程が存在することを実際に示すものであった。タンパク質合成阻害剤の投与は、記憶の固定化の機構を明らかにしたとともに、局所投与の実験により各種の記憶が脳内のどの部位に蓄えられるのかを調べるのにも有用である。文脈性恐怖条件付けの場合条件刺激（CS、文脈＝ショックを与えられる空間情報や空間へ入れられた経験）情報の獲得には海馬、無条件刺激（US、ショック）情報（またはCSとUSの連合の情報）の獲得には扁桃体基底外側核（Basolatetral amygdala, BLA）でのタンパク質合成が必要であることが阻害剤の1つであるアニソマイシン（Anisomycin）の局所投与により示されている 。