ここに楽しい思考実験があります:もしあなたの記憶がニューロン間の物理的な接続に保存されていて、その接続が宇宙の掃除のように消し去られたら、あなたの記憶は生き残るべきでしょうか?どうやら、そうです - 少なくとも人工的に冬眠させられたマウスなら。Science誌に掲載された新しい研究は、記憶が、それを保持するとされるシナプスの大規模な破壊を生き延びることができることを示唆しています。サノスも怒り狂うでしょう。

神経科学における従来の常識では、学習は物理的にニューロン間の接続を強化・拡大し、その変化が記憶を構成するとされています。しかし、問題はこれらの接続は可塑性があり、常に変化しているということです。日本の沖縄科学技術大学院大学の神経科学者、田中一誠氏が言うように、「これらの接続の配置を1日目と4日目または5日目で比較すると、非常に、非常に異なっています」。数年続く記憶が、数日ごとに変化するハードウェアにどのように保存されるかを調べるため、田中氏のチームは変化をより劇的なものにすることにしました。彼らはマウスに冬眠に似た状態を誘導し、それがシナプスの半分以上を実質的に消去しました。しかし、マウスはどうやら記憶を保持していました。なぜなら、もちろんそうなるからです。

冬眠は通常、リス、ハムスター、クマの特技ですが、それを引き起こす神経回路は哺乳類全体で保存されており、野生では冬眠しない種(マウスなど)にも存在します。2020年6月、筑波大学の神経科学者で田中氏の研究の共同研究者である櫻井武氏が率いるチームは、視床下部のQニューロンと呼ばれる細胞集団を刺激することでこの回路を人工的に活性化する技術を開発しました。その結果は、Qニューロン誘発性低体温および低代謝(QIH)と呼ばれる状態です。

「私たちのプロトコルでは、マウスの体温を約20℃まで下げることができ、心拍数と呼吸数も大幅に減少します」と田中氏は説明します。これが本当の冬眠と見なされるかどうかは、基準点に依存します:クマは代謝需要を減らしますが、体温は約36℃または37℃に保ちます。一方、一部のリスは非常に深い冬眠に入り、体温が氷点近くまで下がります。「人工冬眠はそのスペクトラムの中間あたりに位置します」と田中氏は言います。

QIHの最も重要な点は、それを自由にオン/オフできることです。田中氏の実験では、マウスは冬眠様状態で48時間過ごし、その後目覚めました。彼らのシナプスにとって、その48時間はサノスの指パッチンのようなものでした。

シナプスの大虐殺を測定するため、田中氏のチームはテトロード(細い電極の束)を自由に動くマウスの海馬に埋め込み、個々のニューロンの発火を記録できるようにしました。彼らは、冬眠が始まると活動が約70%低下することを発見しました。脳組織はまた、冬眠前、中、数日後にシリアルブロックフェース走査型電子顕微鏡で画像化されました。その結果、冬眠はシナプスの半分以上を消去しました - それは原則として、記憶のほとんどを消去するはずでした。「記憶痕跡が個々のシナプスの有効性に存在すると受け入れるなら、シナプス結合の半分以上を失った場合、もちろん期待されるのはその後の記憶の障害です」と田中氏は言います。しかし、チームはそのような障害を発見しませんでした。

冬眠の前に、マウスは2つの標準的な記憶課題で訓練されていました:文脈的恐怖条件付け(箱と軽い電気ショックを関連付ける)とプラス迷路課題(報酬へのナビゲーションを学習する)。両方の課題は海馬依存性の記憶であり、訓練後にその領域に病変を作ることで記憶が消失することが確認されました。しかし、QIHを受けたマウスが覚醒したとき、彼らは非冬眠マウスと同様に課題を遂行しました。「これら2つの異なる行動パラダイムで、記憶が完全に無傷であることを発見しました」と田中氏は主張します。

これらの記憶の生存はまた、