在经历某件事情时，大脑中的特定神经细胞会随着这种经历被激活，并转化为记忆痕迹细胞，由此来保存记忆。当相同的记忆痕迹细胞再次被激活时，就会唤起相应的记忆（图1）。近年来已经可以通过光遗传学和基因操作的方法，人为激活小鼠的记忆痕迹细胞，强制唤起某种记忆，或者通过抑制记忆痕迹细胞的活动来阻止某种记忆。
日本富山大学研究生院医学药学研究部的大川宜昭讲师和井之口馨教授等人组成的研究小组新开发了光测量技术，通过在自由行动的小鼠脑内同时激活两种不同的记忆痕迹细胞，人为获得了两种记忆的神经细胞群特有的活动，并成功观察到了新经历某件事时，记忆在大脑内保存的情形，以及记忆固定下来的情形。
图1：记忆痕迹细胞的活动与记忆之间的关系
图中表示记忆被编码成记忆痕迹细胞在大脑内保存的情形。灰色圆圈表示神经细胞，绿色圆圈表示学习时活动的神经细胞，即记忆痕迹细胞，闪电表示大脑细胞正在活动。如果绿色的神经细胞同时活动，就能想起学习时形成的记忆。海马CA1区域是掌管经历和位置信息等的大脑部位。
经历会在大脑的海马体内形成记忆，不过，此前受实验的限制，科学家未能观察到由海马体保存记忆的神经细胞转化而来的记忆痕迹细胞的群体活动，一直不清楚记忆是如何在大脑内被作为信息处理的。
此次，研究小组确立了将自由行动的小鼠的海马体中记忆痕迹细胞的活动转换为光的观察技术。利用该技术观察记忆痕迹细胞的群体活动发现，记忆痕迹细胞群中存在多个亚群。
当记忆经历的新事件时，各个亚群会根据形成整体记忆的具体信息错开活动时间，而且其中一部分亚群会在睡眠过程中自发地重新活动起来，在唤起记忆时会再次优先活动。这表明，经历新事件时的记忆作为由记忆痕迹细胞构成的多个亚群显示的活动保存在大脑内，这些记忆在睡眠过程中被固定下来，同时负责在需要时回忆起对事件的整体记忆。
此次的研究成果围绕日常生活中经历的记忆，明确了大脑内的神经细胞是如何活动，并将其作为经历过的记忆固定下来的。为科学理解记忆的本质做出了贡献，有望应用于高效率的记忆学习方法以及阿尔茨海默型痴呆症等记忆障碍的早期诊断。
相关论文已于2019年6月14日发表在英国科学期刊《自然通讯》（Nature Communications）的网络版。
(日文全文)
文：JST客观日本编辑部
