反復練習はワーキングメモリーを改善し、脳の経路を変える
最後に見直したもの： 02.07.2025
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UCLAヘルスの新しい研究によると、繰り返し練習することでスキルが向上するだけでなく、脳の記憶経路に大きな変化をもたらすことがわかった。
ネイチャー誌に掲載され、ロックフェラー大学と共同で行われたこの研究は、作業記憶として知られる脳の情報保存・処理能力が訓練によってどのように向上するかを明らかにすることを目的としていた。
これを検証するため、研究者たちはマウスに2週間にわたり、一連の匂いを識別し、想起させるよう指示しました。研究者たちは、マウスが課題に取り組む際の神経活動を、新たに特別に製作された顕微鏡を用いて観察しました。この顕微鏡は、大脳皮質全体にわたって最大7万3000個のニューロンの細胞活動を同時に画像化するために開発されました。
この研究では、マウスが課題を長期間繰り返し実行するにつれて、二次運動野にあるワーキングメモリ回路に変化が見られることが分かりました。マウスが課題を学習し始めた当初は、記憶表現は不安定でした。しかし、課題を繰り返し練習することで、記憶パターンは安定し始め、いわゆる「結晶化」していくと、筆頭著者でUCLA Healthの神経学者であるペイマン・ゴルシャニ博士は述べています。
光遺伝学的抑制がワーキングメモリ（WM）課題のパフォーマンスに及ぼす影響。A
. 実験のセットアップ。B
. 遅延連合WM課題における試行タイプ。舐めは3秒間の選択期間中に評価され、遅延期間の前半と後半がマークされた。C
. 8セッションにわたる学習の進歩を、正答率で測定した。D
. 舐めがマークされたトレーニングセッションの例。E
. エポック全体にわたる課題パフォーマンスに対する光抑制の影響（遅延期間の4秒目、P = 0.009、遅延期間の5秒目、P = 0.005、2番目の匂い、P = 0.0004、選択期間の最初の1秒、P = 0.0001）。統計分析は、対応のあるt検定を使用して実行されました。F
. トレーニングの最初の7日間、遅延期間の最後の2秒間のM2の光抑制は、課題パフォーマンスを低下させます。 n = 4（stGtACR2発現マウス）およびn = 4（mCherry発現マウス）。セッション1～10の2標本t検定によるP値は以下の通りであった：P1 = 0.8425、P2 = 0.4610、P3 = 0.6904、P4 = 0.0724、P5 = 0.0463、P6 = 0.0146、P7 = 0.0161、P8 = 0.7065、P9 = 0.6530、P10 = 0.7955。c、e、fのデータは平均値±標準誤差（NS）、有意差なしとして提示。*P ≤ 0.05、**P ≤ 0.01、***P ≤ 0.001、****P ≤ 0.0001。
出典：Nature (2024)。 DOI: 10.1038/s41586-024-07425-w
「脳内のニューロン一つ一つが一つの音符のように鳴っていると想像すると、課題を遂行中に脳が生成するメロディーは日ごとに変化しますが、動物が課題の練習を続けるにつれて、メロディーはだんだん洗練され、似たものになっていきました」とゴルシャニ氏は述べた。
これらの変化は、繰り返し練習することでパフォーマンスがより正確かつ自動的になる理由についての洞察を提供します。
「この発見は学習と記憶についての理解を深めるだけでなく、記憶障害に関連する問題の解決にも影響を与える」とゴルシャニ氏は述べた。
この研究は、UCLAのプロジェクト科学者であるアラシュ・ベラファード博士が、ロックフェラー大学のアリパシャ・ヴァジリ博士のグループと緊密に協力して実施した。