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シーナ・ジョセリンは、30 年に及ぶ探求の失敗により、現在のキャリア パスを歩むことになりました。大学で心理学を専攻していた Josselyn は、現在トロント大学の神経科学者であり、有名な心理学者である Karl Lashley の研究を研究していました.エングラム。基本的な考え方は、脳が記憶を保存するというものです — となりのサインフェルド テーマ ソングや母親の香水の香りなど、特定のニューロン セット間の接続を強化することによって。脳がその記憶を思い出すと、細胞は同じパターンで発火します。
ラシュリーは、脳組織の一部を選択的に破壊することで特定の記憶を根絶できることを実証することで、エングラムの存在を証明したいと考えていました。しかし、何十年も齧歯類の脳を注意深く調べたにもかかわらず、ラシュリーは記憶を特定することができませんでした。 1950 年、彼は敗北を認め、代わりに、記憶は小さな細胞のセットに含まれるのではなく、脳全体に分散していると主張しました。
Josselyn は、1990 年代にイェール大学でポスドクをしていたとき、Lashley の長い探求について考え、マウスでの実験の結果に頭を悩ませていました。彼女は、感情的な記憶に結びついている扁桃体として知られる脳の一部の細胞をいじっていました。彼女は数個の細胞を変更しただけでしたが、治療により動物の記憶が劇的に改善されました.これらのマウスは、無処置のマウスよりも恐ろしい出来事 (ショックと組み合わせた口調) を思い出す能力がはるかに優れていました。
Josselyn は、Lashley のエングラムに出くわしたのではないかと疑い始めましたが、本当の証拠を思いつくまでに 10 年近くかかりました。 2009 年、彼女のチームは、特定の細胞セットを殺すことによって、マウスの特定の記憶を消去できることを実証しました。ラシュリーがエングラムの検索を開始してから 1 世紀以上が経ち、ジョセリンはついにエングラムを見つけました。
彼女のチームの成功の鍵は、新しい記憶を形成する脳細胞をマークするように設計された一連の分子ツールでした。これは、特定の音が切迫した電気ショックを予測したことをマウスが学習したときに発火するニューロンです。次に、研究者はこれらの分子タグを使用して、それらの脳細胞のみを一掃し、その記憶を根絶しますが、他の記憶は無傷のままにします.
それ以来、研究者はこれらのツールやその他のツールを使用して、これまで以上に洗練された方法でエングラムをいじってきました。それらは、記憶のパターンを構成する細胞を沈黙させたり活性化したりして、特定の記憶を消去して呼び起こしたり、偽の記憶を植え付けたりすることさえできます.
記憶を制御する力は、刺激的で恐ろしいものです。 Eternal Sunshine of the Spotless Mind などの SF 映画の暗いイメージを思い起こさせます。 、 カップルがお互いの辛い思い出を消し去る.しかし、この研究は、心的外傷後ストレス障害 (PTSD) などの記憶障害の謎を解き明かし、新しい治療法につながる可能性も秘めています。
Josselyn は現在、エングラムの分子の基本要素を解き明かそうとしており、依存症、アルツハイマー病、その他の病気の新しい治療法の開発に火がつくことを期待しています。 クォンタ マガジン 最近、ジョセリンとエングラムの検索について話しました。その会話を編集して要約したバージョンが続きます。
QUANTA MAGAZINE:エングラムとは?
シーナ・ジョセリン:それは脳内の記憶の物理的な顕現であり、細胞の集まりであり、それらを活性化すると記憶を表現します。何かを学ぶと変化し、何かを思い出すと再び発火します。
脳はどのようにエングラムを作成しますか?
エングラムの一部として選択されたニューロン間のシナプス接続が強化され、それによってミニネットワークが作成されると考えています。
エングラムを見つけるためのラシュリーの 30 年間の探求によって、あなたはこの分野に引き寄せられました。ラシュリーはどのようにしてその存在を証明しようとしましたか?
彼は、迷路を走らせるようにラットを訓練し、脳のさまざまな部分を体系的に破壊するという独創的な実験を行い、この記憶がどこに保存されているかを正確に突き止めようとしました。彼がそれを見つけた場合、動物は迷路をどのように横断するかについての記憶を持たないだろうという考えでした.彼は、頭蓋骨に最も近い脳の一部である皮質に集中しました。
30年に及ぶ探求の果て、彼は手ぶらでやってきた。彼は、この記憶が脳内のどこに保存されているかを正確に見つけることができませんでした。それはどこにでもありました - 彼が脳の大部分を破壊した場合、それは記憶に影響を与えるでしょう.しかし、どこにいても、小さな傷は何の役にも立ちません。彼は、エングラムはどこにでもあると思っていましたが、具体的な場所はどこにもありませんでした。注意喚起のお話でした。人々は、記憶が保存されている特定の場所を探すのをやめました.
60年以上後、エングラムの研究が始まりました。なぜですか?
本当の好転は、特定の細胞を沈黙させたり活性化したりできる、より選択的なツールを手に入れたときでした.
これらのツールが重要な理由
脳には 100 万個の細胞がありますが、特定の記憶のエングラムを形成するのはそのうちのわずかな細胞だけです。学習イベント中にアクティブな細胞は、エングラムの重要な要素を構成すると考えています。現代の技術により、これらの細胞を視覚化して操作し、タグを付けて後でアクティブ化または非アクティブ化することができます。これで、ラシュリーの実験をやり直すことができますが、大脳皮質の広い範囲を殺す代わりに、学習イベント中にアクティブだった細胞だけを標的にすることができます.これらの細胞を沈黙させると記憶が抑制され、それらを活性化すると記憶が元に戻ることがわかりました。これは、エングラムが存在し、それを具体的に操作できるという原則の証明です。
エングラムを起動したときにネズミが何を考えているかをどうやって知ることができますか?彼らがその出来事を覚えていることをどうやって知ることができますか?
それが実際の記憶かどうかはわかりません。しかし、これらの細胞を活性化するだけで、動物は怯えているように見え、凍りつきます。まるで耳をバイパスして脳に直行しているかのようです。実際に音を鳴らすことなく、動物を怖がらせています。
これは恐怖の記憶にのみ作用しますか?他の種類の思い出も変更できますか?
はい、コカインベースの記憶を操作しました。私たちは動物に特定の場所をコカインと関連付けるように教え、動物はほとんどの時間をその場所で過ごします。次に、エングラムの一部である細胞を殺すことで、その記憶を消去します。その動物はその環境でコカインを摂取したことがないようです — もはやその場所を好みません.
薬物乱用の問題を抱えていた人は、薬物摂取に関連する多くの手がかりから解放されるリハビリでうまくいくことがあります.しかし、以前に薬物を使用していた環境に戻ると、その場所に関連付けられている薬物を期待して切望するため、再発する可能性があります。このコカインの記憶を弱めるために何かできないだろうか?私たちが重要だと考える細胞を操作するだけで、これまでコカインを摂取したことがない動物に行動を起こさせました。
それは、マウスのコカイン中毒を逆転できるということですか?
動物はまったく中毒ではありません。コカインの経験はあまりありません。しかし、これは依存症治療の第一歩かもしれません。
このアプローチは人間に翻訳できますか?
現在、私たちがマウスで使用している素晴らしい技術の世界は、簡単に人に適用することはできません.しかし、これらの研究から学んだ原則を利用して、人々を扱う新しい方法を考えようとすることはできます。この結果は、これらの治療を行う際に体内のすべての細胞を標的にする必要はないという原則の証明を提供します.活動中の細胞だけを標的とする薬を開発できるかもしれません。
では、記憶に火をつけて消すことができるということですが、科学者が記憶に対して他にできる奇妙なことは何ですか?
エングラムをガイドしたりタグ付けしたりできるようになったので、人々はこれであらゆる種類の遊び方をしています。たとえば、科学者は偽の記憶を移植しました。彼らは、空間エングラム（特定の場所に関連する活動のパターン）を再活性化し、それをショックと組み合わせます。その後、マウスは以前にショックを受けたことのない場所で凍りつきます。
次に何をしたいですか?
現在、私たちは非常に人工的な経験を見ています。私たちはマウスに 1 つのことを教え、1 つのことをテストします。たとえば、ショックとトーンを組み合わせます。しかし、私たちはより日常的な経験、つまりこれらのものが互いにどのように重なり合っているかを見たいと思っています.マウスと人間は、さまざまなことを学習することができます。エングラムはどのようにして特定の記憶ではなく知識になるのでしょうか?エングラムを永遠に存続させることはできますか?私たちが年を取り、記憶が混同されるとどうなりますか?エングラムは混同されますか？やりがいのある記憶は、ネガティブな記憶とどのように相互作用しますか?これは年齢によってどのように変化しますか?
私たちが見逃している非常に重要な要素の 1 つは、タイミングです。これらの細胞はおそらく、モールス符号と同様に記憶をもたらす独特の方法で発火します。現在、細胞を活性化するための鈍いアプローチがあります。それは、細胞を一斉に一斉発射することです。これは単純な記憶 (トーンとショックを組み合わせたものなど) には有効ですが、脳内の細かく調整された細胞のオーケストラが機能する方法とはおそらく異なります。ドリルダウンして、脳を読み取るより洗練された方法を取得する必要があります。
この仕事の倫理的影響について心配していませんか?
特にこの技術が人間に適用される場合、倫理的な考慮事項は非常に大きいと思います。誰かが思い出すのが嫌だと思う悪い記憶を単純に「消去」することは倫理的ですか?私たちは皆、過去の過ちから学ぶので、これらの記憶をそのままにしておくことが重要です。たとえば、子供の頃に熱いストーブに触れたことを思い出すと、二度と触れなくなります。記憶はつらい出来事ですが、「消して」しまったら同じ過ちを繰り返してしまいます。誰かが通常の生活を妨げる壊滅的な記憶を持っている可能性がある場合、それはさらに難しくなります.たとえば、PTSDの場合、通常の機能を妨げる記憶を消去または操作することで、健康と幸福が改善される可能性があります.どこで線を引くかが非常に難しくなります.
この研究はラシュリーの正しさを証明していますか?彼の最初の記憶理論は最終的に正しいことが証明されたのでしょうか?
はいといいえ。エングラムは当初考えていたよりも複雑です。記憶を宿すのは脳内の場所だけではありません。現在の技術により、エングラムの構成要素を見つけることができましたが、エングラム全体はまだ発見されていません。エングラムは脳全体に広く分布しており、記憶が古くなるにつれて変化する可能性があると考えられています。ほとんどの人は、特定の脳領域にあるニューロンの束を見ています。私は誰と同じようにこれについて有罪です。しかし、一度に 1 つの地域だけを見るのは時代遅れになりつつあります。脳はおそらく広い領域にわたって通信し、1 つにまとめて機能しているため、これらの領域全体に目を向ける必要があります。
1999 年に初めてエングラムについて考え始めたとき、現在の自分がどこにいるのかについて何か予感はありましたか?
私たちが始めたとき、私たちは今日可能なクレイジーな実験ができるとは思っていませんでした。私たちは危機に瀕していて、誰も私たちを真剣に受け止めてくれないと思っていました。しかし、時間が経つにつれて、ますます多くの人々が興味を持ち始めています。今は 2016 年なので、私はこの問題に 17 年間取り組んできました。ラシュリーほど長くはありませんが、すぐに近づいています!
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