複雑なタスク習得の鍵を握る脳の時間細胞の役割が明らかに

Tokyoユタ大学医療研究所の研究者たちは、時間感覚を制御する脳細胞を発見しました。この「時間細胞」は、正確な時間管理が必要な行動を学習するために重要です。これらの細胞は短期間の時間を追跡するために活動し、動物が異なる時間的出来事を区別することを学ぶにつれてその働きが変化します。この発見は、アルツハイマー病のような神経変性疾患の早期発見に役立つかもしれません。

研究者たちは、マウスを用いて「時間細胞」について学ぶ研究を『Nature Neuroscience』に発表しました。彼らは時間に基づく学習課題と高度な脳イメージング技術を使用しました。主な発見は以下の通りです。

• マウスは報酬を得るために、時間の違いを学習する必要があった。
• 研究者たちは、学習過程の前後で時間細胞の活動を観察した。
• 最初は、時間細胞はすべての刺激パターンに同じように反応していた。
• 学習後、時間細胞は異なる出来事に対して明確なパターンを示すようになった。

マウスが課題中にミスをしたとき、彼らの時間細胞は正しい順序で発火しませんでした。これは、時間細胞が正しい順番で発火しないと、マウスが時間に基づく課題を正しく遂行できないことを意味します。ユタ大学のポスドク研究員であるヒョヌ・リー氏は、「時間細胞は試行中の特定の瞬間に活動するべきですが、マウスがエラーをした際にはこのタイミングが乱れました」と述べました。

時間細胞の役割は単なる時間の追跡にとどまりません。研究者たちは、時間細胞が存在する内側嗅内皮質（MEC）を遮断された場合でも、マウスは時間を感じたり予測したりすることができることを発見しました。しかし、新しい時間関連のタスクを学習することはできませんでした。研究助手のエリン・ビガスは、MECが複雑なタイミングの関係を学習する上で重要であると説明しました。

関連記事:

今日 · 16:19

脳刺激で回復：腕と手の機能が向上する

以前のMECに関する研究では、空間について学ぶことや心の地図を作ることに役立つことが示されていました。この研究では、時間や空間学習に関与する課題間で脳の活動パターンが似ていることがわかりました。神経生物学の助教授であるジェームズ・ヘイズ博士は、内側嗅内皮質が距離と時間の両方を追跡するのに役立つ可能性があると説明しました。

研究によると、脳は空間と時間を類似した方法で処理していることがわかりました。この発見は、アルツハイマー病のような疾患を早期に発見する手助けとなるかもしれません。アルツハイマー病は最初にMEC部位の脳に影響を及ぼすため、複雑な時間管理が必要な課題は病気を早期に発見する手がかりとなる可能性があります。

この研究はホワイトホール財団、脳と行動研究財団、国立衛生研究所、国立科学財団の資金提供を受けています。研究チームは、脳が時間をどのように処理するかを理解することで、神経変性疾患を診断する新たな方法が見つかると考えています。