脳はどのようにして恐怖の記憶を長期に転送するのか

記憶がどのようにエンコードされ、保存され、取り出されるのかは、神経科学において最も集中的に研究されているテーマであり、海馬と呼ばれる脳構造がこれらのプロセスにおいて重要な役割を果たしていることが十分に確立されています。

記憶は長期保存のために前頭前野（PFC）に転送され、時間の経過とともに記憶の検索は海馬ではなくPFCへの依存度が高くなる、と広く信じられています。 しかし、これに関する証拠は今のところほとんどありません。

Nature Neuroscience に掲載された研究では、PFC 回路のシナプスの修飾がマウスの恐怖記憶の長期保存と想起に実際に寄与していることが示されました。

海馬が記憶において重要な役割を果たしているということは、有名な健忘症患者 HM の先駆的な研究によって 1950 年代から知られていました。さらに最近では、記憶は海馬回路内の特定のシナプス接続の強化によってエンコードされていることが高度な技術によって明らかになりました。それらのリコールには、これらと同じ回路の再活性化が含まれます。

恐怖記憶の符号化には、扁桃体の調整された活動も関係します。 いくつかの研究では、PFC ニューロンが遠隔恐怖記憶の統合に関与していることが示唆されていますが、PFC ニューロンがどのようにそうするのかについての正確なメカニズムは現在まで特定されていません。

カリフォルニア大学リバーサイド校の Ji-Hye Lee らは、活性化されるとニューロンが蛍光を発する遺伝子操作マウスを作成しました。 研究者らは、模様のある壁と特定の臭気を備えたケージにマウスを入れ、そこで軽い電気ショックを与えた。

この状況で繰り返しショックを受けると、動物はそれを恐れることを学びました。 最終的に、マウスはケージに入れられると、ショックを受けなかったにもかかわらず、すくむような行動を示しました。 彼らは、条件付け後 1 か月経ってもこの行動を示しました。

動物の脳を調べたところ、この文脈的恐怖条件付けがPFC、海馬、扁桃体のニューロンを活性化し、これらが一緒になって恐怖記憶の「エングラム」を形成していることが明らかになった。 すくみ行動によって証明されるように、PFC ニューロンの人為的活性化のみが恐怖エングラムの想起を誘発しました。

恐怖記憶のエンコード後、同じPFCニューロンを1か月ではなく1か月沈黙させたところ、想起が阻害された。これは、これらの細胞が短期の想起ではなく、固定化とその後の想起に必要であることを示唆している。

さらなる調査により、「遠隔」想起は、PFC ニューロン間のシナプス結合の段階的な強化に依存していることが示されました。 逆に、動物が電気ショックを受けずに同じ環境に繰り返し戻された場合に起こる恐怖記憶の消滅は、細胞間の接続を弱める。

最後に、研究者らは、海馬のエングラム細胞を沈黙させると、その後の恐怖エングラムの再活性化が妨げられることを発見し、記憶の固定にはPFCのエングラムを強化するための海馬の継続的な活動が必要であることを示唆している。

したがって、恐怖記憶を長期保存するにはPFC回路の強化が必要であり、これは海馬からの継続的な入力に依存します。

研究者らは現在、PFC回路を弱めることで恐怖記憶の遠隔想起を抑制できるかどうかを調査する予定だ。 このような戦略は、患者が過去からの侵入的で持続的な記憶を経験する心的外傷後ストレス障害（PTSD）の治療に有益である可能性がある。