脳がどのように思い出を作るか| 科学| スミソニアン - 記事、科学、人間の行動

晴れた朝、モントリオールの歩道のカフェに座っているカリムネーダーは、8年前の2つの飛行機が世界貿易センターのツインタワーに激突した日を思い出します。彼はタバコに火をつけ、空中に手を振ってシーンをスケッチします。

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攻撃の時点で、ネーダーはニューヨーク大学のポスドク研究員でした。彼は仕事に行く準備をしている間にラジオをオンにし、ローワーマンハッタンで起こっている出来事に関連する朝のディスクジョッキーの冗談がパニックになるのを聞いた。ネーダーは彼のアパートの屋上に走り、そこから2マイルも離れていない塔の景色を見ました。彼はそこに立ち、, 然としました。これは間違った映画です。」

翌日、ネーダーは思い出します。彼は地下鉄の駅を通り過ぎ、愛する人を探して必死に探している人々が残したメモや写真で壁が覆われていました。「それは悲しみの川を上流に向かって歩いているようなものでした」と彼は言います。

何百万人もの人々のように、ネーダーは2001年9月11日の攻撃とその余波の鮮明で感情的な記憶を持っています。しかし、記憶、特に記憶の順応性に関する専門家として、彼は自分の記憶を完全に信頼するよりもよく知っています。

ほとんどの人は、所在と何か重大な出来事が起こったときに何をしていたかのいわゆるフラッシュバルブの思い出を持っています：ジョンF.ケネディ大統領の暗殺、またはスペースシャトルチャレンジャーの爆発。（残念ながら、驚くほど恐ろしいニュースは、驚くほど良いニュースよりも頻繁に出てくるようです。）しかし、これらの記憶が感じるほど明確で詳細な、心理学者は驚くほど不正確だと感じます。

現在、モントリオールのマギル大学の神経科学者であるネーダーは、世界貿易センター攻撃の彼の記憶が彼にいくつかのトリックを演じたと言います。彼は、9月11日に世界貿易センターの北塔に衝突した最初の飛行機のテレビ映像を見たことを思い出しました。しかし、彼はそのような映像が翌日に初めて放送されたことを知って驚いた。どうやら彼は一人ではありませんでした：569人の大学生の2003年の調査では、73％がこの誤解を共有していることがわかりました。

ネーダーは、そのような記憶の癖についての説明があるかもしれないと考えています。彼のアイデアは神経科学内では型破りであり、研究者たちは記憶がどのように機能するかについての最も基本的な仮定のいくつかを再考させました。要するに、ネーダーは記憶するという行為こそが私たちの記憶を変えることができると信じています。

彼の研究の多くはラットに関するものですが、彼は同じ基本原理が人間の記憶にも当てはまると言います。実際、彼は、人間や他の動物が何らかの形で記憶を変えることなしに記憶を思い起こさせることは不可能かもしれないと言います。 Naderは、フラッシュ電球メモリなどの一部のタイプのメモリは、他のタイプのメモリよりも変更の影響を受けやすいと考えています。 9月11日のような主要なイベントを取り巻く思い出は特に影響を受けやすいと彼は言います。なぜなら、私たちは心の中で、また他の人との会話の中でそれらを繰り返し再生する傾向があるからです。

私たちの記憶を大事にし、彼らが私たちの歴史の正確な記録であると思うのが好きな人にとって、記憶は根本的に順応性があるという考えは少し不安です。すべての研究者が、Naderがそれ自体を記憶するプロセスが記憶を変える可能性があることを証明したと信じているわけではありません。しかし、彼が正しければ、それは完全に悪いことではないかもしれません。この現象をうまく利用して、心的外傷後ストレス障害を抱える人々の苦痛を軽減することさえ可能かもしれません。

Naderはエジプトのカイロで生まれました。彼のコプト派クリスチャン家族は、アラブの民族主義者の迫害に直面し、1970年に4歳の時にカナダに逃げました。多くの親relativeも旅行をしたので、ネーダーのガールフレンドは、人々が慣習的な挨拶をするとき、大家族の集まりで「千のキスのサウンドトラック」について彼をからかいます。

彼はトロント大学の大学と大学院に通い、1996年にニューヨーク大学のジョセフ・ルドゥーの研究室に参加しました。ジョセフ・ルドゥーは、感情が記憶にどのように影響するかを研究する著名な神経科学者です。「科学について私を本当に魅了したことの1つは、それが、物事の仕組みに関する独自のアイデアをテストするために使用できるシステムだということです」とNader氏は言います。特定の分野で最も大事にされたアイデアでさえ、疑問を抱くことができます。

科学者は、記憶を記録するにはニューロン間の接続を調整する必要があることを長い間知っていました。各メモリは、脳内のニューロンのごく一部のサブセットを微調整し（人間の脳には全部で1, 000億のニューロンがあります）、通信方法を変更します。ニューロンは、シナプスと呼ばれる狭いギャップを越えて互いにメッセージを送信します。シナプスは活気のある港のようなもので、貨物を送受信するための機械、神経伝達物質、ニューロン間で信号を伝達する特殊な化学物質を備えています。すべての輸送機械は、細胞の基本的な構成要素であるタンパク質から構築されています。

ミクロスケールでの記憶の働きを明らかにするために最も努力した科学者の一人は、ニューヨーク市のコロンビア大学の神経科学者であるエリック・カンデルです。 50年間の研究で、カンデルは、短時間の記憶（数分間続く記憶）がシナプスに比較的迅速かつ単純な化学変化をもたらし、シナプスをより効率的に機能させることを示しました。 2000年のノーベル生理学または医学賞を受賞したカンデルは、数時間、数日、または数年続く記憶を構築するには、ニューロンが新しいタンパク質を製造し、ドックを拡張する必要があることを発見しました。より効率的に。長期記憶は、文字通り脳のシナプスに組み込まれなければなりません。カンデルと他の神経科学者は一般に、記憶が構築されると、それは安定しており、簡単に元に戻すことはできないと想定しています。または、彼らが言ったように、メモリは「統合」されています。

この見方によると、脳の記憶システムはペンとノートのように機能します。インクが乾くまでの短い時間に、書かれたものを汚す可能性があります。しかし、メモリが統合された後、メモリはほとんど変化しません。確かに、記憶は古い手紙のように長年にわたって消える可能性があります（または、アルツハイマー病が襲った場合は炎上することさえあります）が、通常の状況では、記憶の内容は、何度読んだとしても同じです Naderはこの考えに挑戦します。

彼の初期のキャリアの中で決定的な瞬間であることが判明したもので、ネーダーは、カンデルがニューヨーク大学で行った思い出の記録方法に関する講義に参加しました。ネーダーは、記憶が想起されたときに何が起こるかについて疑問に思うようになりました。 1960年代に遡るげっ歯類との連携は、統合理論と一致しませんでした。研究者は、動物に記憶を想起させるように促した直後に、動物に電気ショックまたは特定の神経伝達物質を妨害する薬物を与えると、記憶が弱くなる可能性があることを発見しました。これは、記憶が統合された後でも、記憶が混乱の影響を受けやすいことを示唆しています。

別の言い方をすれば、リコールされた後の長期保存のために古いメモリをファイリングすることは、最初に作成するのと驚くほど似ていることを示唆しています。新しい記憶の構築と古い記憶の隠蔽の両方が、おそらくシナプスでのタンパク質の構築を必要とした。研究者はそのプロセスを「再統合」と名付けました。しかし、著名なメモリの専門家を含む他の人は、自分の研究室でそれらの発見を再現するのに苦労していたため、アイデアは追求されませんでした。

Naderは、実験で概念を再検討することにしました。 1999年の冬、彼は4匹のラットに、甲高いビープ音が軽い電気ショックに先行することを教えました。それは簡単でした-げっ歯類は一度だけそれらにさらされた後、そのような組み合わせを学びます。その後、ラットは音を聞くと定位置でフリーズします。 Naderはその後24時間待機し、音を再生して記憶を再活性化し、ラットの脳にニューロンが新しいタンパク質を作らないようにする薬物を注入しました。

記憶が一度だけ統合された場合、それらが最初に作成されたときに、ラットの調子の記憶や将来の調子に反応する方法に薬は影響を及ぼさないだろうと彼は推論した。しかし、記憶を思い出すたびに少なくとも部分的に再構築しなければならない場合（新鮮な神経タンパク質の合成まで）、薬を与えられたラットは、音を恐れることを学んだことがなく、それを無視するかのように後で反応するかもしれません。もしそうなら、研究は記憶の標準的な概念と矛盾するでしょう。彼は認めた、ロングショットだった。

「時間を無駄にしないでください、これは決して機能しません」とルドゥーは彼に言いました。

出来た。

ネーダーが後でラットをテストしたとき、彼らは音を聞いた後に凍結しませんでした：まるで彼らがそれについてすべてを忘れているかのようでした。ピアスでやや悪魔に見え、もみあげを指摘したネーダーは、まだ実験についてうんざりしています。興奮して目を大きく、彼はカフェのテーブルを平手打ち。「これはクレイジーですよね？私はジョーのオフィスに行き、「たった4匹の動物だと知っていますが、これはとても励みになります！」

Naderの最初の発見の後、一部の神経科学者はジャーナルの記事で彼の仕事をプープーし、科学会議で彼に冷静さを与えました。しかし、データは一部の心理学者とより調和のとれたコードを打ちました。結局、彼らの実験は長い間、人々が気付かないうちに記憶が容易に歪められることを示唆していた。

ワシントン大学の心理学者であるエリザベス・ロフタスが率いる古典的な1978年の研究で、研究者たちは大学生に赤いダットサン車が横断歩道で歩行者を倒した事故を描いた一連のカラー写真を見せた。学生はさまざまな質問に答えましたが、そのうちのいくつかは意図的に誤解を招くものでした。たとえば、写真ではダットサンが一時停止の標識で示されていましたが、研究者たちは「降車標識で停止中に別の車が赤いダットサンを通過しましたか？」と尋ねました。

その後、研究者はすべての学生に、彼らが見たもの、つまり一時停止標識または降伏標識を尋ねましたか？誤解を招く質問をされた学生は、他の学生よりも間違った答えをする可能性が高くなりました。

Naderと彼の同僚にとって、この実験は、メモリを呼び出すプロセスでメモリが再形成されるという考えをサポートしています。「私たちの観点からは、これは記憶の再統合によく似ています」とネーダーの研究室のポスドク研究員であるオリバー・ハードは言います。

ハートとネーダーは、フラッシュバルブの記憶でも同様のことが起こるかもしれないと言います。人々は、重大な出来事の基本的な事実（たとえば、9月11日の攻撃で合計4機が乗っ取られた）の正確な記憶を持っている傾向があります。。これは、これらが異なる状況で再活性化される2つの異なるタイプの記憶であるためだとHardtは言う。テレビやその他のメディアの報道は、中心的な事実を補強しています。しかし、その体験を他の人に思い出すと、歪みが忍び寄る可能性があります。「再語すると、記憶はプラスチックになり、周囲にあるものはすべて、記憶の元の内容に干渉する可能性があります」たとえば、9月11日以降は、友人や家族との会話の中で、人々は自分の個人的なストーリーを何度も繰り返し「あなたがニュースを聞いたときはどこにいましたか？」。

Naderの最初の実験以来、ラット、ワーム、ひよこ、ミツバチ、大学生に関する数十の研究が、長年の記憶でさえ思い出すと混乱する可能性があることを示唆しています。 Naderの目標は、動物の研究と、シナプスのにぎやかな分子機構について得られる手がかりを、記憶の日常的な人間の経験に結びつけることです。

一部の専門家は、特に彼が人間の記憶とラットや他の動物でのこれらの発見との関係を作るとき、彼が自分より先に進んでいると考えています。「彼はそれを少し売っています」とカンデルは言います。

記憶を研究するハーバード大学の心理学者であるダニエル・シャクターは、人々が記憶を再活性化すると歪みが発生する可能性があるというネーダーに同意します。問題は、ラットの実験でネーダーが説得力を持って実証したと再統合が歪曲の理由かどうかです。「2つのことが関連していることを示す直接的な証拠はまだありません」とシャクターは言います。「これは、人々がフォローアップしなければならないという興味深い可能性です。」

Naderの記憶再統合の理論の実世界テストは、彼のモントリオールオフィスから数マイル離れたダグラスメンタルヘルス大学研究所で行われています。心理学者のAlain Brunetは、心的外傷後ストレス障害（PTSD）の人々を対象とした臨床試験を実施しています。希望は、介護者が日中は患者を悩まし、夜は夢に侵入する心的外傷の記憶を弱める可能性があることです。

ブルネットは、外傷性記憶がどれほど強力であるかを知っています。 1989年、モントリオール大学で心理学の修士号を取得するために勉強していたとき、半自動ライフル銃で武装した男がキャンパスの工学教室に歩いて行き、男と女を分離し、女を撃ちました。ガンマンは大学のエコールポリテクニックの他の教室や廊下で虐殺を続け、27人を射殺し、14人の女性を殺してから自殺しました。それはカナダで最悪の大量射撃でした。

その日のキャンパスの反対側にいたブルネットは、「これは私にとって非常に強力な経験でした」と言います。彼は、そのような出来事の心理的影響とその方法について当時ほとんど知られていないことに驚いたと言います。それらを通して生きてきた人々を助けます。彼は、心的外傷性ストレスとその治療法を研究することにしました。

現在でも、PTSDの治療に従来使用されていた薬物と心理療法は、多くの患者に持続的な緩和をもたらさないとブルネットは言います。「より良い治療法を発見する余地はまだたくさんあります」と彼は言います。

Brunetの最初の研究では、PTSD患者は恐ろしい記憶の再統合を妨げることを目的とした薬を服用しました。薬、プロプラノロールは、高血圧を治療するために長い間使用されており、一部のパフォーマーは、ステージの恐怖と戦うためにそれを取ります。この薬は、ノルエピネフリンと呼ばれる神経伝達物質を阻害します。薬物の1つの可能な副作用は、記憶喪失です。（ラットに関するネーダーの最初の実験と同様の研究で、ルドゥーの研究室の研究者は、この薬が甲高い音の恐ろしい記憶を弱めることができることを発見しました。）

2008年に公開されたBrunetの研究の患者は、それぞれ約10年前に自動車事故、暴行、性的虐待などの外傷イベントを経験していました。彼らは、使い古された肘掛け椅子とテレビのある、説明のない部屋に一人で座って治療セッションを始めました。 9人の患者がプロプラノロールの錠剤を服用し、薬が効くとテレビを1時間読んだり見たりしました。 10人にプラセボ錠剤が与えられました。

ブルネットは部屋に来て、ちょっとした話をしてから、患者にリクエストがあったことを伝えました。患者との以前のインタビューに基づいて、患者にトラウマ体験を説明して台本を読んでもらいたかったのです。すべてのボランティアの患者は、読書が実験の一部になることを知っていました。「一部は元気で、一部は泣き出し、一部は休憩する必要があります」とブルネットは言います。

1週間後、PTSDの患者は台本を聞きましたが、今回は薬もプラセボも服用しませんでした。プラセボを服用していた患者と比較して、1週間前にプロプラノロールを服用していた患者は落ち着きました。心拍数の上昇が小さくなり、発汗が少なくなりました。

ブルネットは、70人近くのPTSD患者を対象とした大規模な研究を完了しました。外傷性イベントのスクリプトを読んでいる間にプロプラノロールを6週間、週に1回服用した人は、標準的なPTSD症状の平均50％の減少を示しました。彼らは、薬物の効果がすり減ってからずっと長い間、日常生活で悪夢とフラッシュバックが少なかった。この治療は、患者に起こったことの記憶を消しませんでした。むしろ、それはそのメモリの品質を変えたようです。「週後の記憶の感情的な調子は弱いようです」とブルネットは言います。「彼らはその記憶についてあまり気にしません。」

Naderは、PTSD患者の心的外傷性記憶は、ショックを予測する音の記憶がラットの脳に保存されるのとほぼ同じ方法で脳に保存されるかもしれないと言います。どちらの場合も、メモリをリコールすると操作できるようになります。 Naderは、PTSD患者のこれまでの研究に励まされていると言います。「人々を助けるチャンスがあれば、私たちはそれを試してみる必要があります」と彼は言います。

Naderが現在追求している多くの質問の中には、すべての記憶が想起されたときに脆弱になるのか、それとも特定の状況下で特定の記憶だけが脆弱になるのかということです。

もちろん、さらに大きな疑問があります。なぜ記憶はそれほど信頼できないのでしょうか？結局のところ、もし彼らが変更の対象にならなければ、重要な会話や最初のデートの詳細を誤って覚えてしまうという恥ずかしさはありません。

繰り返しになりますが、編集は経験から学ぶ別の方法かもしれません。初期の愛の記憶が悲惨な崩壊の知識によって和らげられなかった場合、または困難な時代の思い出が物事が最後にうまくいったという知識によって相殺されなかった場合、私たちはこれらの苦労して得た利益を享受できない人生の教訓。思い出すたびに思い出を書き換えることができたらもっといいでしょう。ネーダーは、再統合は、それ以降に起こったすべてのことに照らして古い記憶を再構築するための脳のメカニズムかもしれないと示唆しています。言い換えれば、それは私たちが過去に生きることを妨げるものであるかもしれません。

Greg MillerがScience誌で生物学、行動、神経科学について書いています。彼はサンフランシスコに住んでいます。 ジル・ミンガソンはロサンゼルスに拠点を置く写真家です。