本稿は、 ブログシリーズ の一環として、若手科学者とともに、 Annual Meeting of the New Champions 2015の開催（中国・大連、9月9日から11日）を前に展開しています。パナギオタ・ポイラジは、ギリシャのFORTH分子生物学・生物工学研究所の研究部長です。記憶の関連性を理解する彼女の研究は、多くの学習アプリケーションや、人間とコンピュータの相互作用の改善に応用されつつあります。
AMNC 2014において、あなたは、記憶の関連性が脳の記憶容量および資源利用を最適化するための費用対効果の高い戦略であると主張されました。その後、どのような進展がありましたか？
記憶同士の関連付け（リンキングとも呼ばれます）は、学習と想起の向上につながります。なぜこのプロセスが実際に機能するのかは、依然として謎のままです。昨年、私は、長く持続し想起しやすい記憶を形成するために、脳が情報の断片を結びつけることは、最適であり費用対効果も高いと論じました。その後、記憶のリンキングと記憶容量との密接な関係がニューロンモデルで確立され、動物実験では、実在する記憶も想起された記憶も「d togethlinkeer」され、さらに重要なことに、「ポジティブ」から「ネガティブ」へ、またその逆へと変化しうることが示されています。
記憶の関連性を理解することで、世界の状況はどのように改善されるでしょうか？
記憶の関連付けの仕組みを理解することで、学習を容易にし、同じ原理を用いてより賢く、エネルギー効率の高いロボットを構築することができます。学習障害のある子どもや記憶に問題を抱える人々は、脳が生来持つ、時間的または空間的に近接して現れる情報の断片を結びつける能力を活かした教材から恩恵を受けられます。それは、人々の多くの時間とエネルギーを節約できる記憶補助ツールです。
偽の記憶を植え付けることは、 『インセプション』を非常に彷彿とさせます。私たちは恐れるべきでしょうか？
確かに、そうすべきでしょう。偽の記憶の植え付けは、クリストファー・ノーラン監督の映画が描いていたものです。しかし幸いなことに、私たちはそのような可能性からは遠く離れています。現在の技術でそれを行うためには、光感受性タンパク質の発現と活性化を通じて、脳内の特定のニューロンを光遺伝学的に制御できなければなりません。こうしたタンパク質の神経細胞での発現は、現在、特定のウイルスを脳内に挿入することで達成されていますが、この手法は、ヒトへの応用にはリスクが高すぎると現在考えられています。したがって、技術的には実現可能ではあるものの、近い将来、臨床現場でヒトに偽の記憶が植え付けられたという話を聞くことは期待していません。
たとえ記憶の植え付けが可能であったとしても、常にその利益がリスクを上回るかどうかを考慮すべきです。例えば、「幸福な記憶」の植え付けや、心的外傷後ストレス障害の患者における否定的な記憶の反転は、救済をもたらす可能性があります。しかし、電気けいれん療法をはじめとする脳疾患に対するあらゆる強力な治療法と同様に、良好な結果が保証されるわけではありません。
現在、神経科学のほかのどの分野が特に刺激的ですか？
画像化技術が光遺伝学と組み合わさることで、多数のニューロンの活動を追跡・操作できるようになったことは非常に興味深いと思います。次のフロンティアは、そうした技術を活用して、多くの人々の生活の質を向上させることができるスマート脳インプラントを開発することだと考えています。
これらのインプラントは、非侵襲的な方法（例えば、窓状の穴や頭皮を薄くすることを通じて）で特定の神経回路の活動を画像化できるミニスコープと、その活動を指令、すなわち特定の動きのための指令に変換する装置を組み合わせたものとなる可能性があります。このようなインプラントは、麻痺のある人や義肢を使用している人にとって有用です。想像するだけで身体の部位を制御できるようになるからです。主な革新は、現在使用されている、局所的な損傷や炎症などの問題を引き起こす深部脳刺激電極とは対照的に、非侵襲的な画像化装置である点です。このようなミニスコープは、最近、動物での使用向けに開発されました。
次のステップは、同様に非侵襲的な方法で神経活動を制御することでしょう。これはウイルスを脳内に挿入することを伴うため、より危険性の高い手法です。しかし、これらの障壁は将来克服されうるでしょう。光遺伝学と組み合わされた非侵襲的な画像化装置は、基本的に脳のどの部位からでも神経活動を操作し、読み出すために使用でき、それによって脳の再訓練が可能になります。これは、脳卒中、脳腫瘍、運動障害、記憶喪失、またはその他の神経活動を損なう疾患に苦しむ人々にとって大きな助けとなるでしょう。
AMNCへの参加を通じて、何を達成したいとお考えですか？
他の若手科学者やフォーラムのコミュニティと出会い、つながりを築き、脳モデリングに関心を持つ産業界との協働の可能性を探り、神経科学研究にとって極めて重要な課題を議論し、政策立案者に解決策を提案したいと考えています。
併せてお読みになりましたか？
コンピュータはあなたが考えていることを読み取れるでしょうか？
量子革命が私たちにとって意味するもの
グラフェンは世界をどのように変えるでしょうか？
著者：パナギオタ・ポイラジは、ギリシャのFORTH分子生物学・生物工学研究所の研究部長です。彼女は、フォーラムの Annual Meeting of the New Championsに参加する予定です。同会議は、中国・大連で9月9日から11日に開催されます。
画像：2014年2月22日、北京の大興インターネット依存症治療センターで、研究目的のため脳スキャンを受けている、インターネット依存症の少年。REUTERS/Kim Kyung-Hoon
