海馬は高密度な状態で生まれ、効率化のために刈り込まれることが判明

オーストリア科学技術研究所(ISTA)の研究チームは、脳の記憶中枢である海馬が、白紙の状態から始まるのではなく、当初は高密度でランダムに見える神経接続のネットワークを備えていることを発見した。このネットワークは、刈り込み(プルーニング)を通じて洗練され、時間の経過とともに組織化され効率的になっていく。この発見は、従来の「タブラ・ラサ(白紙状態)」という概念に異議を唱えるものだ。

オーストリア科学技術研究所(ISTA)のピーター・ジョナス教授率いるチームは、記憶の保存と検索に不可欠な海馬のCA3回路の発達を研究した。彼らは、生後間もない時期(生後7〜8日)、思春期(生後18〜25日)、成人期(生後45〜50日)という3つの段階にあるマウスの脳を調査した。パッチクランプ法、高度な画像処理、レーザー法を用いて、電気信号を測定し、神経活動を精密に観察した。Nature Communications誌に掲載された研究結果によると、初期のCA3ネットワークは極めて高密度でランダムであり、その後、選択的な刈り込みによって合理化されることが明らかになった。ピーター・ジョナス教授は、この結果を驚くべきものだと評した。「直感的には、ネットワークは時間の経過とともに成長し、密度を増していくと予想するかもしれません。しかし、ここではその逆が見られます。これは我々が『刈り込みモデル』と呼ぶものに従っており、最初は満杯の状態から始まり、それが徐々に合理化され最適化されていくのです」と同教授は述べた。また、この初期の過剰な結合状態が、視覚、聴覚、嗅覚といった感覚入力を素早く統合し、まとまりのある記憶を形成する助けになっている可能性があると示唆した。高密度な状態でスタートすることで、ゼロから接続を構築する遅延を回避できる。もし脳が本当に白紙(タブラ・ラサ)から始まっていたら、効率的な記憶形成が阻害されていたかもしれない。その代わり、脳は「タブラ・プレナ(満たされた石板)」のような状態であり、不要な結合を削ぎ落とすことで鋭敏になっていくのである。今回の実験の核心部分は、ISTAの卒業生であるビクター・バルガス=バロッソが主導し、共同著者のジェイク・F・ワトソン、アンドレア・ナバス=オリベ、アロイス・シュレーグルらが協力した。この研究は、脳の発達における遺伝的な配線と環境による形成のバランスを浮き彫りにしており、経験がいかにして永続的な記憶を形成するかについての新たな知見を提供している。

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