スーパーエイジャーの記憶の秘密

Two elderly men playing chess.
“This is the first time we have images of the function of superagers’ brains as they actively learn and remember new information.”Image: Unsplash/ Vlad Sargu
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  • ある研究は、記憶テストで好成績を収めた65歳以上の成人、「スーパーエイジャー」の脳を調べました。

  • MRIスキャンを用いて、研究チームは25歳の人と類似した脳活動を特定しました。

  • これらの「スーパーエイジャー」の脳が同じように効率的なのか、あるいは加齢の影響を補うように単純に学習したのかを理解するには、さらなる研究が必要です。

私たちは年齢を重ねるにつれ、一般的に脳が徐々に萎縮していき、さまざまな脳領域間のコミュニケーションが弱まり、その結果、記憶力やその他の認知機能が低下します。しかし、「スーパーエイジャー」と呼ばれる、ごく少数の高齢者は、25歳の人と同じくらい新しい情報を学習し、想起できることが示されてきました。マサチューセッツ総合病院(MGH)の研究者らは今回、スーパーエイジャーの優れた記憶の基盤となる脳活動を特定しました。

「スーパーエイジャーの脳が新しい情報を能動的に学習し記憶している際の機能を画像で捉えたのは、これが初めてです」と、MGHの前頭側頭型認知症ユニットで画像診断部門のディレクターを務め、掲載された論文の責任著者でもあるアレクサンドラ・トゥルートグルー博士(PhD)は述べています。掲載誌は『Cerebral Cortex』です。

2016年、トゥルートグルー博士と共同研究者らは、記憶テストで際立った成績を示した65歳以上の成人のグループを特定しました。これらのスーパーエイジャーは、MGHで進行中の加齢に関する縦断研究の参加者であり、この研究はMGH前頭側頭型認知症ユニットのディレクターであるブラッドフォード・ディッカーソン医学博士(MD)と、MGH精神医学部門の研究科学者であるリサ・フェルドマン・バレット博士(PhD)が主導しています。

「MRIを用いて、スーパーエイジャーの脳の構造と神経ネットワークの結合性が、若い成人の脳により近いことが分かりました。スーパーエイジャーは、高齢者に一般的に見られる脳の萎縮を免れていたのです」と、トゥルートグルー博士は述べています。

今回の新たな研究では、研究者らは平均年齢67歳の成人40人に対して、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて脳を撮像しながら、非常に難易度の高い記憶テストを実施しました。fMRIは通常のMRIと異なり、課題遂行中の異なる脳領域の活動を示すことができます。平均年齢25歳の若年成人41人も、脳を撮像しながら同じ記憶テストを受けました。

参加者はまず、顔または風景の写真80枚を見ました。各写真には形容詞が対になっており、例えば都市景観には「工業的な」、男性の顔には「平均的な」という言葉が組み合わされていました。

最初の課題は、エンコーディングと呼ばれるプロセスで、その言葉が画像と一致するかどうかを判断することでした。

10分後、参加者には、直前に学習した画像と言葉の組み合わせ80組に加え、新しい言葉と画像の組み合わせ40組、そして以前に見た言葉と画像を組み替えた組み合わせ40組が提示されました。

2つ目の課題は、特定の言葉と写真の組み合わせを以前に見たかどうか、あるいは新しい組み合わせ、または組み替えられた組み合わせを見ているのかを思い出すことでした。

参加者がスキャナーの中にいる間、研究者らは視覚野に特に注目しました。視覚野は、見たものを処理する脳の領域であり、加齢の影響を特に受けやすい部位です。

「視覚野には、顔、家、風景など、異なるカテゴリーの画像の処理に選択的に関与するニューロン群が存在します」と、MGH精神医学部門の博士研究員であり、筆頭著者である勝見雄太博士(PhD)は述べています。

「ニューロン群それぞれのこの選択的な機能により、見たものの処理や、その画像の明確な記憶の形成がより効率的になり、その記憶はその後容易に想起されます」

加齢に伴い、このような選択性は「ニューラル・ディファレンシエーション(神経分化)」と呼ばれ、衰えていきます。かつて主に顔に反応していたニューロン群が、他の画像に対しても活性化するようになるのです。

脳は、異なる種類の画像に対して独自の神経活動パターンを作り出すことが難しくなっており、それは見ているものについて、より区別の曖昧な心的表象を形成していることを意味します。これは、高齢者が、テレビ番組を見たのか、記事を読んだのか、特定の食事をしたのかを思い出すことに苦労する理由の一つです。

しかし、fMRI研究では、スーパーエイジャーの記憶力は25歳の人の記憶力と差がなく、彼らの脳の視覚野は若々しい活動パターンを維持していました。

「スーパーエイジャーは、若い成人と同じ高いレベルのニューラル・ディファレンシエーション、つまり選択性を維持していました」と勝見博士は述べています。「彼らの脳は、視覚情報の異なるカテゴリーに対して明確な表象を作り出すことができ、そのおかげで画像と言葉の組み合わせを正確に記憶できたのです」

研究者がまだ答えなければならない重要な問いは、「スーパーエイジャーの脳は常に同年代の人々より効率的だったのか、それとも時間の経過とともに、加齢に伴う脳の衰えを補う仕組みを発達させたのか」ということだと、トゥルートグルー博士は述べています。

これまでの研究では、トレーニングによって脳領域の選択性を高められることが示されており、これは正常に加齢している成人の神経分化の低下を遅らせたり防いだりし、彼らの脳をスーパーエイジャーの脳に近づける可能性のある介入になり得ます。

現在、研究者らは、脳の標的領域に電流を流す非侵襲的な電磁刺激が、高齢者の記憶力を改善できるかどうかを評価する臨床試験を実施しています。

研究者らはまた、スーパーエイジャーがどのように学習し記憶するのかをさらに理解するため、異なる脳領域の研究を計画しており、スーパーエイジャーの驚くべき記憶力に寄与し得るライフスタイルやその他の要因も検討する予定です。

資金:本研究の主要な資金は、米国国立老化研究所(National Institute on Aging)から提供されました。

トゥルートグルー博士はハーバード・メディカル・スクール(HMS)の神経学の助教授です。ディッカーソン博士はHMSの神経学の教授です。バレット博士はノースイースタン大学の心理学の特別教授です。もう一人の共著者は、ジョセフ・アンドレアノ博士(PhD)で、MGH精神医学部門の研究員であり、HMSの精神医学の講師でもあります。

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