日本的信息通信研究机构（NICT）的高级研究员吉原基二郎主任研究员和樱井晃等人组成的研究团队在“NICT未来ICT研究所神户前沿研究中心”明确了巴甫洛夫条件反射在大脑中的机制。这是该研究团队在过去发现的果蝇大脑内触发摄食行为的指令神经元，被原本没有联系的刺激操控后引发条件反射而导致的。另外，此次确立的这种条件反射实验系统，还首次实现了实时观察细胞之间为进行记忆而相互连接的过程。研究团队希望，通过将细胞连接的形成机制作为大脑记忆的基础过程加以了解，从而实现模拟大脑记忆机制的新智能信息处理设计。相关成果已于8月5日发布在美国科学期刊《Current Biology》上。
图1：条件反射机制。指令神经元被操控触发行为（供图：信息通信研究机构（NICT））
如果能明确大脑中的记忆机制，那么就有可能实现比以往更接近大脑功能的智能信息处理设计，因此“NICT未来ICT研究所神户前沿研究中心”调查了作为脑内信息通信关键的基本记忆原理，并推进了将其应用于信息通信的研究。在这一过程中取得了本次的研究成果。
在实施类似节拍器声音那样的条件刺激后，再在无条件刺激下投喂食物，如此多次反复之后，仅靠声音就能刺激狗流口水的巴甫洛夫条件反射是普通人也比较了解的一种现象，但其在大脑内的机制仍然未知。
此次，研究团队使用了可通过基因操作监测特定细胞的活动或操控特定细胞活动的果蝇。另外，还利用该研究团队开发的可以在观察脑内情况的同时观察行为的实验方法，实施了追踪条件反射时脑内变化的实验。
结果发现，控制果蝇摄食行为的指令神经元“进食神经元”处理信息时发生的变化，其本质正是巴甫洛夫条件反射在大脑中的体现。
进食神经元本来是通过食物的刺激活动的，但此次反复实施了在给予食物刺激的同时“撤掉果蝇站立的棍子”的刺激（类似对狗的声音刺激）。反复之后，仅凭“撤掉棍子”的刺激就可以操控进食神经元的活动了。
根据这个结果，研究团队推测，巴甫洛夫条件反射中的狗应该也是在摄食指令神经元中形成了新的连接，从而变得可以通过声音刺激操控，这就是条件反射的本质。另外，随着此次开发出的这种条件反射实验系统，还可以实时观察负责记忆的细胞之间的联系。
研究团队目前正在实时观察负责记忆的细胞之间的联系（全球首次目睹的记忆痕迹＝记忆在大脑中的实体），并尝试利用这个实验系统验证该研究团队提出的记忆基本假设“局部反馈假设”，从而明确记忆的机理。
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
