「記憶想起」の版間の差分

　一方、記憶想起は元の記憶と相反する記憶を学習する[[消去学習]]（extinction）のプロセスを誘導することもある(図1)。

　このように不完全な情報から完全な情報の神経活動パターンを再現し、記憶を想起する働きは[[パターン・コンプリション]] (pattern completion)と呼ばれ，[[海馬]][[CA3]]領域内のフィードバック機能をもつ[[リカレント回路]]（[[反回性回路]]）にその機能があると想定されている<ref name=ref2><pubmed>24198767</pubmed></ref>。

　2015年にKarim Naderらのグループは[[聴覚性恐怖条件づけ]]学習課題を用いて、[[恐怖]]記憶を憶えさせた[[ラット]]の扁桃体に[[タンパク質合成阻害剤]]を注入した後に聴覚刺激を与えても、ラットは記憶を想起することが出来なかった。このことから、後に記す再固定化や消去のプロセスと同様に想起にはタンパク質合成が必要であることが示されている<ref name=ref3><pubmed>25673841</pubmed></ref>。

　また2002年、利根川らのグループは海馬のCA3領域がパターン・コンプリションに極めて重要な役割を果たすと考えられえていることから、CA3特異的に[[NMDA型グルタミン酸受容体]]をノックアウトした[[マウス]]を作製した。それらのマウスを[[モリス水迷路]]に供し、[[空間記憶]]を評価した。

　マウスがプラットフォームの位置を十分に認識した後、プラットフォームおよび周囲の目印をいくつか取り除き、再度試験を行った。正常なマウス、NMDA型グルタミン酸受容体をノックアウトしたマウス共に、周囲の目印が4つすべて揃っている場合では、プラットフォームが存在していた場所を泳ぐ割合に差はなかった。しかし、周囲の目印を1つだけに減らした場合では、NMDA受容体[[ノックアウトマウス]]は正常なマウスに比べ、プラットフォームが存在していた場所を泳ぐ割合が有意に少なく、NMDA型グルタミン酸受容体ノックアウトマウスは想起に異常を示した。

　2015年、Gregory Quirkらのグループは聴覚性恐怖条件づけ学習課題を用いて、恐怖記憶を形成させ、一定期間経過後にラットの背側視床正中核(dorsal midline thalamus)に[[GABA]]-A受容体のアゴニストであるムシモールを注入することで背側視床正中核の活動を抑制し、想起と背側視床正中核の関連性を検討した。その結果、学習後短い時間(30分、6時間）ではラットは恐怖記憶を想起でき、背側視床正中核を必要としないが、学習から長い時間(24時間、7、28日）が経過した後ではラットは恐怖記憶を想起できず、長時間経過後の想起には、背側視床正中核が必要であることが明らかになった。

　同様に、背側視床正中核の一部である視床[[室傍核]](Paraventricular nucleus of the thalamus)では、長時間経過後(24時間経過後)から想起時にc-Fosの発現が増加することや、視床室傍核ニューロンの聴覚性刺激(音)に対する条件反応が増大したことを発見し、記憶後の経過時間と共に視床室傍核が恐怖記憶の想起に関わっていくことを示した。視床室傍核には大脳皮質の一部である前辺縁皮質(Prelimbic cortex)から高密度にニューロンが投射しており、学習から長時間経過後に記憶を想起すると、視床室傍核に投射する前辺縁皮質ニューロンが活性化した。[[光遺伝学]]的手法を用いて、これらの[[投射ニューロン]]を抑制すると長時間経過後の記憶想起が阻害されるが、短時間経過後の想起は阻害されない。これとは対照的に、前辺縁皮質から扁桃体基底外側部への入力を光遺伝学的に抑制すると短時間経過後の記憶想起が阻害されるが、長時間経過後の想起は阻害されないことから、記憶想起を司る神経回路が時間に応じて変化することが明らかになった<ref name=ref5><pubmed> 25600268</pubmed></ref>。

　このような状況の中、2016年に宮下保司らのグループは微小電極記録法、核磁気共鳴画像法(MRI)と組織[[切片]]法を組み合わせた手法を開発し、手がかりとなる図形からペアを組む図形を記憶から想起して選択するように訓練された[[マカクザル]]を用いて大脳皮質の各層から神経細胞の活動を記録し、想起に対する各層構造の関連を解析した。その結果、側頭葉の[[36野]]と呼ばれる領域内の、第2層～4層の神経細胞は手がかりとなる図形の情報を保持しており、一方、第5層・6層の神経細胞は想起させる図形の情報を処理していた。このことから、記憶の想起は第5・6層において主に行われていることが明らかとなり、記憶を想起する際に、側頭葉における各層が異なる情報処理機能を担っていることが明らかとなった<ref name=ref6><pubmed> 27720482</pubmed></ref>。

　2000年にKarim Naderらは、聴覚性恐怖条件づけ学習課題を用いて、ラットに恐怖記憶を憶えさせた。その後、聴覚刺激の再暴露により恐怖記憶を想起させ、その直後にタンパク質合成を阻害する薬剤を扁桃体に注入すると、恐怖記憶が消失することを示した<ref name=ref7><pubmed> 10963596</pubmed></ref>。この結果から、固定化(安定化)された記憶においても、その記憶は想起されると、一度不安定な状態となり(不安定化：Destabilization)、脳内に安定した状態で再保存されるには、「再固定化 （Reconsolidation）」が必要であると提唱した（図1）。

　また、これまでに固定化と再固定には共にタンパク質合成を伴う事や、[[転写調節因子]][[CREB]]が関わること<ref name=ref8><pubmed> 11889468</pubmed></ref>が示され、一方で固定化のプロセスにはBDNFが、再固定化のプロセスにはzif268がそれぞれ関わる<ref name=ref9><pubmed> 15073322</pubmed></ref>などが明らかとなり、再固定化は固定化と類似したプロセスではあるが、分子メカニズムは一部異なることが示唆されている。

　再固定化の主な役割として、元の記憶をそのまま維持し脳内に保存すること(Maintenance)や元の記憶をより強化すること(Enhancement)が挙げられる。また、一度固定化された記憶を別の新たな記憶と統合させたり、修正し記憶をアップデートしたりするためであるとも考えられている。なお、想起に伴い常に再固定化が誘導されるわけではなく、記憶の古さや強さなどにより再固定化プロセスに入るか否かは影響を受ける<ref name=ref10><pubmed> 18258863</pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 15152039</pubmed></ref>。

　消去学習とは、恐怖条件付けにより恐怖反応を誘発するようになった動物に対し、条件刺激(CS；チャンバー、音、臭いなど)を繰返し与える、もしくは長時間再曝露することにより条件付けされた恐怖反応の表出(すくみ反応など)が減弱する現象を指す。

　重要なのは、恐怖記憶自体が消去されるのではなく、恐怖体験と恐怖条件付けに用いた条件刺激とのあいだに関連性がないことを改めて新規に学習するプロセスということである。つまり消去学習とは、想起した記憶とは相反する記憶を形成するプロセスであり、再固定化阻害によって引き起こされる恐怖記憶の消失とは異なり、消去学習後も、元の恐怖記憶自体は脳内に保存されているが、消去学習によって抑制されている状態となっている。したがって、消去学習により抑制された恐怖反応は、他の感覚刺激などが引き金となり再び回復し得ることが知られている。これまでに観察されている恐怖反応が回復する現象として、次のことが報告されている<ref name=ref14><pubmed>17160066</pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed>25991441</pubmed></ref>(図3)。

* Reinstatement(復元): 消去学習成立後に、通常では恐怖条件付けが成立しないような弱い嫌悪刺激(無条件刺激(US)の再提示など)を与えることで、条件付け刺激(CS‐US pairing)誘発性恐怖反応が再び現れる。

* Renewal(更新): 消去学習成立後に再度CSを提示すると、その後のCS提示に対して恐怖反応が再生される。

* Spontaneous recovery(自発的回復): 消去学習成立後に1 ヵ月程度の期間をおいて再びCSのみを与えると、元の高いレベルの恐怖反応が現れる。

　消去学習には前頭前野(Prefrontal cortex)と扁桃体(Amygdala)が深く関与する<ref name=ref16><pubmed>25583269</pubmed></ref>。

　恐怖条件付け学習、消去学習、消去学習後の想起時において扁桃体基底外側核(BLA)領域から単一細胞記録により、条件付け刺激(CS)に対して示す神経発火パターンの解析から、すくみ反応が高い時に発火頻度が上昇する細胞(恐怖細胞；Fear neuron)と消去学習を経験してすくみ反応が低下した際に発火頻度が増加する細胞(消去細胞；Extinction neuron)が検出されており、恐怖反応と消去反応はそれぞれ異なる細胞が担っていることが示唆されている<ref name=ref17><pubmed>18615015</pubmed></ref>。恐怖細胞は腹側海馬からの弱い入力を受け、前頭前野の一領域である前辺縁皮質(PL)に投射している。一方、消去細胞は外辺縁皮質(IL)との間に双方向性の投射を持っている。また、消去学習後のテスト時に、PLに投射するBLAニューロンを光抑制すると消去学習が促進する一方で、ILに投射するBLAニューロンを光抑制すると恐怖反応は促進する<ref name=ref18><pubmed>24462103</pubmed></ref>。

　別々に形成された関連のない記憶同士でも、連続して想起することで関連づけ（記憶の連合）されることがある<ref name=ref19><pubmed> 28126819</pubmed></ref>。また、それぞれの記憶に対応する[[記憶痕跡細胞]]（[[記憶エングラム細胞]]）を[[光遺伝学]]的手法を用いて人為的に同時活動させ同時強制想起させると、両者の間に関連づけが生じて虚記憶が形成される<ref name=ref20><pubmed> 25843716</pubmed></ref>。これらは同時想起によりそれぞれの記憶に対応する記憶エングラム細胞が同時活動し、その結果として記憶エングラム細胞の間のシナプス強化が起こり記憶エングラムを部分的に共有するためであると想定されている<ref name=ref19 /><ref name=ref20 />。個々の記憶同士が相互作用し合うことにより記憶間で新たな連合が生まれ、既存の記憶を更新していくことで、私たちは知識や概念を形成していくことから、想起に伴う記憶の連合メカニズムの理解はヒトの高次脳機能の解明につながると期待されている。